彈簧問題的解題思路探討

1、彈簧問題的解題思路探討 【摘 要】 本文主針對(duì)彈簧問題的六個(gè)例題，通過彈簧問題理清物理思路、建立物理圖景，解決彈簧的綜合性和隱蔽性問題 【關(guān)鍵詞】 彈簧；解題思路 【中圖分類號(hào)】g632.479 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】a 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）20-00-02 由于彈簧與其相連接的物體所構(gòu)成的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有很強(qiáng)的綜合性和隱蔽性，且彈簧與其連接的物體相互作用涉及的物理概念和物理規(guī)律較多。因而多年來，彈簧試題深受高考命題專家和物理教師的青睞，故在歷年的高考試題中頻繁出現(xiàn)。 彈簧問題不僅能考查學(xué)生分析物理過程，的能力，而且對(duì)學(xué)生知識(shí)綜合能力和知識(shí)遷移能力的考查，培養(yǎng)學(xué)生物理品質(zhì)和挖掘

2、學(xué)生潛能都具有積極的意義，因此，彈簧問題也就成為歷年高考命題的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)，基于此，筆者就這類問題作一些淺顯的分析與歸類。 一、彈簧的連接問題 二、彈簧與線繩比較問題 此類問題的關(guān)鍵是彈簧模型的形變需時(shí)間而非瞬間，而線繩的形變是瞬間的。 例2、如圖（5）、（6）所示：小球p、q質(zhì)量均為m，分別用輕彈簧b和細(xì)線c懸掛于天花板下，再用另一細(xì)線d、e與左邊的固定墻相連，靜止時(shí)細(xì)線d、e水平，b、c與豎直方向夾角為37，下列判斷正確的有： a、剪斷d瞬間p的加速度大小為0.6g b、剪斷d瞬間p的加速度為0.75g c、剪斷e前c的拉力為0.8mg d、剪斷e的瞬間c的拉力大小為1.25mg 解析

3、：剪斷d的瞬間b對(duì)小球p的拉力大小方向均來不及變化，故此時(shí)p所受的重力與b對(duì)p的合力與剪斷前相同， 故選b。 三、連接體問題 例3、如圖（7）示，在傾角為的光滑斜面上，有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧連接的物塊a與b，其質(zhì)量分別為ma和mb，勁度系數(shù)為k、c為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)開始用一恒力f沿斜面方向拉物塊a使至向上運(yùn)動(dòng)，求物塊b剛要離開c時(shí)物塊a的加速度，和從開始到此時(shí)物塊a的位移d（重力加速度為g） 四、彈簧的最值問題 例4、在光滑的水平面上有a、b兩質(zhì)量相等的木塊ma=mb=2kg，中間用輕彈簧相連，現(xiàn)對(duì)b施一水平恒力f，如圖（8），經(jīng)一段時(shí)間后，a、b的速度等于5m/s時(shí)恰好一起做勻加速

4、直線運(yùn)動(dòng)，此過程中恒力做功為100j，此時(shí)撤出外力，在以后的運(yùn)動(dòng)中，求木塊a的最小速度？ 五、彈簧的“振子”問題 例5、如圖（9）所示輕彈簧一端固定在地面上，另一端與木塊b相連，木塊a放在木塊b上，兩木塊質(zhì)量均為m，在木塊a上施有向下的力f，整個(gè)裝置處于靜狀態(tài)。（1）實(shí)驗(yàn)撤去外力f，若運(yùn)動(dòng)中a、b不分離，則a、b共同到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，b對(duì)a的彈力有多大？（2）要使a、b不分離，力f應(yīng)滿足什么條件？ 六、彈簧系統(tǒng)的能量問題 例6、某宇航員在太空站內(nèi)做如下實(shí)驗(yàn)，選兩質(zhì)量分別為m1=0.1kg，m2=0.2kg之小球a與b，（如圖10所示）彈簧的一端與a粘連，與b接觸但不粘連，現(xiàn)使a與b之間夾著被壓縮的輕質(zhì)彈簧，處于鎖定狀態(tài)，一起以v0=0.1m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，突然解鎖（無能量損失