彈簧專題完整版本

彈簧專題高一物理系列講座一、彈簧彈力大小問題1、彈簧彈力的大小可根據(jù)胡克定律計算（在彈性限度內(nèi)），即F=kx，其中x是彈簧的形變量。當只說明彈力大小時有兩種可能狀態(tài)：壓縮的和伸長的。2、高中研究的彈簧都是輕彈簧（不計彈簧自身的質(zhì)量）。不論彈簧處于何種運動狀態(tài)（靜止、勻速或變速），輕彈簧兩端所受的彈力一定等大反向。3、彈簧的彈力屬于接觸力，彈簧兩端必須都與其它物體接觸才可能有彈力。如果彈簧的一端和其它物體脫離接觸，或處于拉伸狀態(tài)的彈簧突然被剪斷，那么彈簧兩端的彈力都將立即變?yōu)榱恪Ｔ趶椈蓛啥硕急３峙c其它物體接觸的條件下，彈簧彈力的大小F=kx與形變量x成正比。由于形變量的改變需要一定時間，因此這種情況下，彈力的大小不會突然改變，即彈簧彈力大小的改變需要一定的時間。（這一點與繩不同，高中物理研究中，是不考慮繩的形變的，因此繩兩端所受彈力的改變可以是瞬時的。）4、彈簧的彈力是一種由形變而決定大小和方向的力.當題目中出現(xiàn)彈簧時，要注意彈力的大小與方向時刻要與當時的形變相對應.在題目中一般應從彈簧的形變分析入手，先確定彈簧原長位置，現(xiàn)長位置，找出形變量x與物體空間位置變化的幾何關(guān)系，分析形變所對應的彈力大小、方向，以此來分析計算物體運動狀態(tài)的可能變化.示例1．如圖所示，小球P、Q質(zhì)量均為m，分別用輕彈簧b和細線c懸掛在天花板下，再用另一細線d、e與左邊的固定墻相連，靜止時細線d、e水平，b、c與豎直方向夾角均為θ=37o。下列判斷正確的是A．剪斷d瞬間P的加速度大小為0.6gB．剪斷d瞬間P的加速度大小為0.75gC．剪斷e前c的拉力大小為0.8mgD．剪斷e后瞬間c的拉力大小為1.25mgcPbQdeθθB2．質(zhì)量分別為m和2m的小球P、Q用細線相連，P用輕彈簧懸掛在天花板下，開始系統(tǒng)處于靜止。下列說法中正確的是A．若突然剪斷細線，則剪斷瞬間P、Q的加速度大小均為gB．若突然剪斷細線，則剪斷瞬間P、Q的加速度大小分別為0和gC．若突然剪斷彈簧，則剪斷瞬間P、Q的加速度大小均為gD．若突然剪斷彈簧，則剪斷瞬間P、Q的加速度大小分別為3g和0PQC3、如圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面.在此過程中，物塊1的高度增加了______，物塊2的高度增加了________4、在光滑的水平面上，有兩個質(zhì)量相同的物體，中間用輕質(zhì)彈簧相連，在水平恒力F1、F2（F1＞F2）的作用下運動，兩物體相對靜止，彈簧在彈性限度內(nèi)。當撤去F2的瞬間，A、B的加速度大小之比為

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ABF1F2二、臨界問題兩個相互接觸的物體被彈簧彈出，這兩個物體在什么位置恰好分開？這屬于臨界問題。“恰好分開”既可以認為已經(jīng)分開，也可以認為還未分開。認為已分開，那么這兩個物體間的彈力必然為零；認為未分開，那么這兩個物體的速度、加速度必然相等。同時利用這兩個結(jié)論，就能分析出當時彈簧所處的狀態(tài)。示例5、如圖所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端與木塊B相連，木塊A緊靠木塊B放置，A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ。用水平力F向左壓A，使彈簧被壓縮一定程度后，系統(tǒng)保持靜止。若突然撤去水平力F，A、B向右運動，下列判斷正確的是A．A、B一定會在向右運動過程的某時刻分開B．若A、B在向右運動過程的某時刻分開，當時彈簧一定是原長C．若A、B在向右運動過程的某時刻分開，當時彈簧一定比原長短D．若A、B在向右運動過程的某時刻分開，當時彈簧一定比原長ABFB6、如圖所示，質(zhì)量均為m=500g的木塊A、B疊放在一起，輕彈簧的勁度為k=100N/m，上、下兩端分別和B與水平面相連。原來系統(tǒng)處于靜止?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F拉A，使它以a=2.0m/s2的加速度向上做勻加速運動。求：⑴經(jīng)過多長時間A與B恰好分離？⑵上述過程中拉力F