弹簧力学
弹簧模型问题复习探究
弹簧是高中物理中的一种常见的物理模型,几乎每年高考对这种模型有所涉及和作为压轴题加以考查。它涉及的物理问题较广,有:平衡类问题、运动的合成与分解、圆周运动、简谐运动、做功、冲量、动量和能量、带电粒子在复合场中的运动以及临界和突变等问题。为了将本问题有进一步了解和深入,现归纳整理如下
一、 物理模型:轻弹簧是不计自身质量,能产生沿轴线的拉伸或压缩形变,故产生向内或向外的弹力。
二、 模型力学特征:轻弹簧既可以发生拉伸形变,又可发生压缩形变,其弹力方向一定沿弹簧方向,弹簧两端弹力的大小相等,方向相反。
三、 弹簧物理问题:
1. 弹簧平衡问题:抓住弹簧形变量、运动和力、促平衡、列方程。
2. 弹簧模型应用牛顿第二定律的解题技巧问题:
(1) 弹簧长度改变,弹力发生变化问题:要从牛顿第二定律入手先分析加速度,从而分析物体运动规律。而物体的运动又导致弹力的变化,变化的规律又会影响新的运动,由此画出弹簧的几个特殊状态(原长、平衡位置、最大长度)尤其重要。
(2) 弹簧长度不变,弹力不变问题:当物体除受弹簧本身的弹力外,还受到其它外力时,当弹簧长度不发生变化时,弹簧的弹力是不变的,出就是形变量不变,抓住这一状态分析物体的另外问题。
(3) 弹簧中的临界问题:当弹簧的长度发生改变导致弹力发生变化的过程中,往往会出现临界问题:如“两物体分离”、“离开地面”、“恰好”、“刚好”……这类问题找出隐含条件是求解本类题型的关键。
3. 弹簧双振子问题:
它的构造是:一根弹簧两端各连接一个小球(物体),这样的装置称为“弹簧双振子”。本模型它涉及到力和运动、动量和能量等问题。本问题对过程分析尤为重要。