高中物理 弹簧问题 |
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- 1 - 弹簧问题
轻弹簧 是不考虑弹簧本身的质量和重力的弹簧,是一个理想模型,可充分拉伸与压缩。
无论 轻弹簧处于 受力平衡还是加速状态,弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零。
弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。
弹簧弹力是由弹簧形变产生,弹力大小与方向时刻与当时形变对应。一般应从弹簧的形变分析入手, 先确定弹簧原长位置,现长位置,找出形变量 x 与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力 大小、方向,以此来分析计算物体运动状态的可能变化。
性质 1 、轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态,各个部分受到的力大小是相同的。
其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值。
性质 2 、两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变 —— 弹簧缓变特性 ;
有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零。
性质 3 、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形,拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。
分析弹力时,在未明确形变的具体情况时,要考虑到弹力的两个可能的方向。
弹簧问题的题目类型
1 、求弹簧弹力的大小、形变量(有无弹力或弹簧秤示数)
2 、求与弹簧相连接的物体的瞬时加速度
3 、在弹力作用下物体运动情况分析(往往涉及到多过程,判断 v S a F 变化)
4 、有弹簧相关的临界问题和极值问题
除此之外,高中物理还包括和弹簧相关的 动量 和 能量 以及 简谐振动 的问题
1 、 弹簧问题受力分析
受力分析对象是弹簧连接的 物体 ,而不是弹簧本身
找出弹簧系统的初末状态,列出弹簧连接的物体的受力方程。 (灵活运用整体法隔离法) ;
通过弹簧形变量的变化来确定物体位置。 (高度,水平位置)的变化
弹簧长度的改变,取决于初末状态改变。 (压缩——拉伸变化)
参考点, F=kx
指的是相对于自然长度(原长)的改变量,不一定是相对于之前状态的长度改变量。
抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态,弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零的特点求解。
注:如果 a 相同,先整体后隔离。
隔离法求内力,优先对受力少的物体进行隔离分析。
2 、 瞬时性问题
题型:改变外部条件(突然剪断绳子,撤去支撑物)
针对不同类型的物体的弹力特点(突变还是不突变) ,对物体做受力分析
3 、 动态过程分析
三点分析法(接触点,平衡点,最大形变点)
竖直型:
水平型:明确有无推力,有无摩擦力。物体是否系在弹簧上。
小结:弹簧作用下的变加速运动,
速度增减不能只看弹力,而是看合外力。 (比较合外力方向和速度方向判断)
加速度等于零常常是出现速度极值的临界点。速度等于零往往加速度达到最大值。
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