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高中物理中的彈簧問題歸類剖析有關(guān)彈簧的題目

更新時(shí)間:2024-04-17 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

一、高中物理彈簧題的分類與分析 高考中幾乎每年都會(huì)出現(xiàn)有關(guān)彈簧的題目。 由于彈簧彈力是一種變力,學(xué)生往往對(duì)彈力大小和方向的變化過程缺乏清晰的認(rèn)識(shí),無法建立與之之間的關(guān)系。 物理模型分類分類,導(dǎo)致解題思路不清晰,效率低,錯(cuò)誤率高。 在具體的實(shí)際問題中,由于彈簧的特性,與其相連的物體組成的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有很強(qiáng)的綜合性和隱蔽性。 另外,彈簧在膨脹和收縮過程中涉及力與加速度、功與能量、沖力與動(dòng)量等多個(gè)物理概念和規(guī)律,因此彈簧試題成為高考中的重難點(diǎn)熱點(diǎn)話題。 1、“輕彈簧”題在中學(xué)階段,凡涉及到的彈簧不考慮其質(zhì)量,都稱為“輕彈簧”,是常見的理想化物理模型。 由于不計(jì)算“輕彈簧”的質(zhì)量,如果選擇任意小截面的彈簧,則兩端的應(yīng)力必須平衡,否則,fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2. 這一小段彈簧的加速度將是無窮大。 因此,輕彈簧各部分之間的拉力處處相等,等于彈簧兩端的力。 彈簧一端的力必須為 ,另一端的力也必須為 。 如果是彈簧秤,則彈簧秤的示值是。 圖3-7-1 【例1】 如圖3-7-1所示,將彈簧秤放置在光滑的水平面上。 外殼的質(zhì)量不能忽略,彈簧和掛鉤的質(zhì)量不計(jì)算在內(nèi)。 對(duì)彈簧施加水平力。 這個(gè)力的總和稱為殼體上的力,則彈簧秤水平方向的加速度為 ,彈簧秤的讀數(shù)為 。 【分析】以整個(gè)彈簧秤為研究對(duì)象,利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律,可得: ,即僅以輕質(zhì)彈簧為研究對(duì)象。 ,則彈簧兩端的力相等,因此彈簧刻度的讀數(shù)為。 說明:作用在彈簧秤外殼上的力沒有作用在彈簧左端。 彈簧左端的力由殼體內(nèi)部提供。 【答案】2.質(zhì)量不可忽視彈簧圖3-7-fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3. 2 【例2】 如圖3-7-2所示,將一個(gè)具有質(zhì)量和長(zhǎng)度的均質(zhì)彈簧平放在光滑的水平面上。 在彈簧右端施加一個(gè)水平力,使彈簧向右加速。 嘗試分析彈簧各部分的應(yīng)力。 【分析】彈簧在水平力的作用下向右加速。 根據(jù)牛頓第二定律,可求出其加速度。 以彈簧左部任意長(zhǎng)度為研究對(duì)象,假設(shè)其質(zhì)量為 的彈力,因?yàn)閺椈傻淖冃芜^程需要一段時(shí)間,其長(zhǎng)度變化不可能在瞬間完成,所以彈簧的彈力不可能瞬間突然改變。 即可以認(rèn)為彈力的大小和方向不變。 與彈簧相比,光繩和光桿的彈力會(huì)發(fā)生突變。 【例3】如圖3-7-3fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4、木塊用輕彈簧連接,垂直放置在木塊上,三者安靜地放置在地面上。 三者的質(zhì)量比為1:2:3。 假設(shè)所有接觸表面都是光滑的。 當(dāng)水平方向快速拉出木塊時(shí) 木塊的瞬時(shí)加速度、木塊和加速度分別為 = 和 = 【分析】根據(jù)題意,可設(shè)定的質(zhì)量分別為。 以木塊為研究對(duì)象,在拉出木塊之前,木塊受到重力和彈力這對(duì)平衡力的作用。 ,在木塊被拉出的瞬間,木塊所受的重力和彈力的大小和方向保持不變,因此木塊的瞬時(shí)加速度為0。以木塊為研究對(duì)象,可得從平衡條件看出,木塊施加在木塊上的力。 以木塊為研究對(duì)象。 木塊受到重力、彈力以及三力的平衡作用。 當(dāng)木塊被拔出的瞬間,木塊上的重力和彈力的大小和方向保持不變,瞬間變?yōu)?。 因此,木塊的瞬時(shí)總外力為,垂直向下,瞬時(shí)加速度為。 【答案】0 圖3-7-4 說明:與不可延伸的輕質(zhì)繩不同fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

5. 張力可能會(huì)在瞬間突然改變。 【例4】如圖3-7-4所示,質(zhì)量為 的小球與水平彈簧連接,并由傾斜角為 的光滑木板支撐,向下疏散的瞬間,小球的加速度球是( )。 AB 的大小為 ,方向垂直向下。 C. 尺寸為 ,方向垂直于棋盤且向下。 D. 大小為 ,方向?yàn)樗较蛴摇?圖3-7-5 【分析】】在疏散棋盤之前,球通過重力、彈簧拉力和棋盤的支撐力保持平衡,如圖3-7-5所示。 在撤離板子的瞬間,重力和彈力保持不變(彈簧力不能突然改變)。 ,板子的支撐力立即消失,小球所受的力之和等于退出前的力(三力平衡),方向相反,所以加速度方向垂直于板子向下,其大小為[答案]C。 4. 彈簧長(zhǎng)度 變化的問題是剛度系數(shù)的彈簧為fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

6. 當(dāng)力為 時(shí),壓縮量為 ;當(dāng)彈簧上的拉力為 時(shí),伸長(zhǎng)量為 。 此時(shí)的“-”號(hào)表示彈簧被壓縮。 如果彈簧上的力從壓力變?yōu)槔Γ瑥椈傻拈L(zhǎng)度就會(huì)從壓縮變?yōu)樯扉L(zhǎng)。 量,長(zhǎng)度的增加就是。 根據(jù)胡克定律: ,. 那么:,也就是說:彈簧力的變化和彈簧長(zhǎng)度的變化也遵循胡克定律。 此時(shí)所表達(dá)的物理意義就是彈簧長(zhǎng)度的變化。 ,不是變形量。 圖3-7-6 【例5】 如圖3-7-6所示,剛度系數(shù)為 的輕質(zhì)彈簧兩端分別系在質(zhì)量為 的木塊 1 和木塊 2 上。 剛度系數(shù)為 的輕質(zhì)彈簧的上端 下端剛剛離開工作臺(tái)。 在此過程中,塊2的重力勢(shì)能增加,塊1的重力勢(shì)能也增加。 【分析】從問題來看fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

7. 可以看出,彈簧長(zhǎng)度的增加就是塊2高度的增加,彈簧長(zhǎng)度的增加和彈簧長(zhǎng)度的增加之和就是塊2的高度的增加塊的高度1.從物體的受力平衡可以看出,彈簧的彈力會(huì)從原來的壓力變?yōu)?,彈簧的彈力將從原來的壓力變化緊張。 彈力的變化也是。 因此,彈簧的伸長(zhǎng)量分別為: 和 因此,物體2的重力勢(shì)能增加了,物體1的重力勢(shì)能增加了 【答案】5、彈簧的變形可以代表位移的對(duì)象。 彈簧的彈力滿足胡克定律,其中 是彈簧的變形量。 當(dāng)兩端與物體相連時(shí),就是物體的位移。 因此,彈簧可以將運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)結(jié)合到練習(xí)中。 圖3-7-7 【例6】 如圖3-7-7所示,在傾斜角為 的光滑斜坡上有兩個(gè)由輕質(zhì)彈簧連接的木塊,質(zhì)量分別為, 彈簧的剛度系數(shù)為,是一個(gè)固定擋板,系統(tǒng)處于fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

8、在靜止?fàn)顟B(tài)下,開始用恒力將其沿傾斜方向拉動(dòng)向上移動(dòng)。 求它即將離開時(shí)的加速度以及從開始到此時(shí)的位移(重力加速度為)。 【分析】當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí),讓彈簧的壓縮量為,彈簧的彈力為,受力分析可知:解為:當(dāng)物體在恒力作用下向上加速時(shí),彈簧逐漸由壓縮變?yōu)樯扉L(zhǎng)。 假設(shè)物體即將離開擋板時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量。 是,分析物體所受的力為:,解就是假設(shè)此時(shí)物體的加速度為,根據(jù)牛頓第二定律:解:因?yàn)槲矬w與彈簧相連,所以長(zhǎng)度的變化彈簧代表物體的位移,所以有 ,即【答】 6.彈力變化的運(yùn)動(dòng)過程分析 彈簧的彈力是一種力,其大小和方向由變形決定。 請(qǐng)注意,彈力的大小和方向應(yīng)始終與當(dāng)時(shí)的變形相對(duì)應(yīng)。 一般來說,我們應(yīng)該從彈簧的變形分析開始。 ,首先確定彈簧的原始長(zhǎng)度位置、當(dāng)前長(zhǎng)度位置和臨界位置,并找到fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

9、找出變形量與物體空間位置變化的幾何關(guān)系,分析變形對(duì)應(yīng)的彈力大小和方向。 彈性勢(shì)能還與原始長(zhǎng)度位置對(duì)應(yīng)的變形量有關(guān)。 用它來分析和計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能發(fā)生的變化。 結(jié)合對(duì)于彈簧振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng),分析涉及到彈簧物體的變加速度運(yùn)動(dòng),往往可以達(dá)到事半功倍的效果。 此時(shí),需要首先確定物體運(yùn)動(dòng)的平衡位置,區(qū)分物體的原始長(zhǎng)度位置,進(jìn)一步確定物體的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 結(jié)合平衡位置對(duì)應(yīng)的恢復(fù)力、加速度、速度的變化規(guī)律,很容易分析物體的運(yùn)動(dòng)過程。 圖3-7-8 【例7】如圖3-7-8所示,一個(gè)質(zhì)量為 的物體 輕彈簧與下面地面上一個(gè)質(zhì)量為 的物體相連 每一段繩子都恰到好處fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

10、拉直狀態(tài)下,物體上方的一段繩子處于垂直方向,且足夠長(zhǎng)。 現(xiàn)在向末端施加水平恒定力,使物體從靜止?fàn)顟B(tài)向上移動(dòng)。 (整個(gè)過程彈簧始終處于彈性極限內(nèi))。 (1) 若末端施加的恒定力的大小為? 【分析】從題意可知,彈簧開始時(shí)的壓縮量也是彈簧時(shí)的伸長(zhǎng)量物體即將離開地面。 (1) 如果當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)時(shí),物體離開地面,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于 與施力前相等,所做的功等于物體增加的功之和動(dòng)能和重力勢(shì)能。 即: (2) 當(dāng)施加的力為恒力時(shí),物體不離開地面。 類似于垂直彈簧振蕩器,物體垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)除了受到直線方向變化的彈力外,還受到恒定的重力作用fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

11. 和拉力。 因此,物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 在最低點(diǎn),有: ,其中 是彈簧剛度系數(shù),即物體在最低點(diǎn)的加速度。 在最高點(diǎn)時(shí),物體剛剛離開地面,此時(shí)彈簧被拉伸,伸長(zhǎng)量為: 且,對(duì)于上下振幅的簡(jiǎn)諧振動(dòng),解為: 平衡簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位置也可用于求恒張力。 做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體在最低點(diǎn)的壓縮量為 ,在最高點(diǎn)的伸長(zhǎng)量為 ,則上下運(yùn)動(dòng)的中點(diǎn)為平衡位置,即伸長(zhǎng)量為在哪兒。 由此,解為: 。 【解答】解釋:區(qū)分原始長(zhǎng)度位置和平衡位置。 原長(zhǎng)度位置對(duì)應(yīng)的變形量與彈力大小、方向、彈性勢(shì)能有關(guān),平衡位置對(duì)應(yīng)的位移與恢復(fù)大小、方向、速度、加速度有關(guān)。 與彈簧相關(guān)的七個(gè)關(guān)鍵問題通過彈簧連接的物體在運(yùn)動(dòng)過程中常常會(huì)涉及臨界極值問題:如果物體的速度達(dá)到最大值; 彈簧變形達(dá)到最大fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

12、當(dāng)兩個(gè)物體速度相同時(shí); 使物體恰到好處地離開地面; 解決此類問題的關(guān)鍵是利用好臨界條件高中物理彈力的問題,獲得對(duì)解決問題有用的物理量和結(jié)論。 【例8】如圖3-7-9所示,在垂直的輕彈簧上疊放兩塊木塊。 已知木塊的質(zhì)量為 , 以及彈簧的剛度系數(shù)。 如果作用一個(gè)垂直向上的力,則使物塊從靜止?fàn)顟B(tài)開始以勻加速垂直向上運(yùn)動(dòng)()。 求:(1)使木塊作勻加速垂直運(yùn)動(dòng)過程中力的最大值; 圖3-7-9 (2)如果塊體從靜止到分離的勻加速運(yùn)動(dòng)過程中,彈簧的彈性勢(shì)能減小。 找出在此過程中塊上完成的工作。 【分析】本題的難點(diǎn)在于能否確定兩個(gè)物體分離的臨界點(diǎn)。 當(dāng)(即不施加垂直向上的力)時(shí),假設(shè)木塊疊在彈簧上并處于平衡狀態(tài),則彈簧的壓縮量為,fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

13.:即對(duì)木塊施加力,受力如圖3-7-10所示。 木塊有: 圖3-7-10 木塊有: 可以看出,此時(shí),木塊的加速度是相同的,由公式可知,如果要使木塊物塊做勻速運(yùn)動(dòng),加速度隨著減小而增大。 那時(shí),它已經(jīng)達(dá)到了最大值,即: 并且在那時(shí),它開始分離。 從公式中,我們知道彈簧的壓縮量,則木塊的共同速度: 從問題中我們知道,這個(gè)過程中的彈性勢(shì)能減少了設(shè)定力所做的功。 將泛函原理應(yīng)用到這個(gè)過程中,我們得到: 聯(lián)立公式,并且,我們得到: 【解】(1)圖3-7-11 【例9】 如圖3-7-11所示,一個(gè)塑料球體質(zhì)量為 的容器中的球沿垂直方向振動(dòng)。 當(dāng)施加向上的均勻電場(chǎng)時(shí),當(dāng)彈簧恰好處于其原始長(zhǎng)度時(shí),球具有最大速度。fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

14、振動(dòng)過程中,球形容器對(duì)桌面的最小壓力為0。求球振動(dòng)的最大加速度和容器對(duì)桌面的最大壓力。 【分析】由于當(dāng)彈簧恰好處于其原始長(zhǎng)度時(shí),球的速度最大,因此有: 當(dāng)球處于最高點(diǎn)時(shí),容器對(duì)桌面的壓力最小,即: 此時(shí)此時(shí),球所受的力如圖3-7-12所示,合力如圖3-7-12所示。 球的加速度由上述三個(gè)方程求得。 顯然,容器對(duì)桌面的壓力在最低點(diǎn)處最大。 從振動(dòng)的對(duì)稱性可以看出,球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)的加速度相同。 解上式可得: 則容器對(duì)桌面的壓力為: 。 【答案】8、彈性功和彈性勢(shì)能的變化問題。 當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)或壓縮時(shí),會(huì)儲(chǔ)存一定量的彈性勢(shì)能。 因此,彈簧的彈性勢(shì)能可以與機(jī)械能守恒定律結(jié)合起來。 我們使用該公式來計(jì)算彈簧的勢(shì)能。 當(dāng)變形量相等時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能等于一般彈簧的彈性勢(shì)能。fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

15.這是考試中的熱門話題。 彈簧彈力所做的功等于彈性勢(shì)能的減少。 彈簧彈力所做的功就是變力所做的功。 一般可以通過以下四種方法求解: (1)由于變力呈線性變化,可以先求平均力 ,然后利用功的定義進(jìn)行計(jì)算; (2)利用圖形所圍成的面積來求解問題; (3)用微元法計(jì)算每小段位移所做的功,然后將其相加; (4)根據(jù)動(dòng)能定理,能量轉(zhuǎn)換求和守恒定律的解。 由于彈性勢(shì)能只與彈性變形有關(guān),所以高考中彈性勢(shì)能的公式?jīng)]有定量要求。 因此,在求彈力的功或彈性勢(shì)能的變化時(shí),一般都是從能量轉(zhuǎn)換和守恒定律的角度來解決。 特別是當(dāng)兩個(gè)物理過程涉及的彈簧變形相等時(shí),彈性勢(shì)能的變化往往可以抵消或替代解。 圖 3-7-13 【例 10】 如圖 3-7-13 所示,擋板固定在足夠高的水平桌上,塊和大塊fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

16.小的可以忽略。 它們的電荷分別為 和 ,它們的質(zhì)量分別為 和 。 兩個(gè)塊通過絕緣輕彈簧連接。 一根不可伸展的輕繩橫跨滑輪。 一端連接至光彈簧,另一端連接至光彈簧。 小鉤子。 整個(gè)裝置處于場(chǎng)強(qiáng)為 、方向?yàn)樗较蜃蟮木鶆螂妶?chǎng)中。 開始時(shí)它是靜止的。 已知彈簧的剛度系數(shù)為 。 無論之間有多少摩擦力和庫(kù)侖力,電荷都會(huì)保留。 保持不變,不會(huì)撞擊滑輪。 (1) 如果將一個(gè)質(zhì)量為 的木塊掛在小鉤上并脫離靜止?fàn)顟B(tài),木塊對(duì)擋板的壓力將正好為零,但它不會(huì)離開。 求塊的下降 的最大距離。 (2) 若質(zhì)量為 ,則其剛離開擋板時(shí)的速度是多少? 【分析】通過物理過程分析可以看出,物體剛離開擋板時(shí),所受到的彈力與其所受到的電場(chǎng)力完全相同。 平衡時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)恒定,木塊的質(zhì)量前后變化兩次。 在問題(2)對(duì)應(yīng)的物理過程中,彈簧的長(zhǎng)度發(fā)生變化fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

高中物理彈力的問題fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

17.與彈性勢(shì)能的變化相同,可以代用求解。 假設(shè)彈簧開始時(shí)的壓縮量為 ,由平衡條件可得。 假設(shè)彈簧剛離開擋板時(shí)的伸長(zhǎng)量為,由 ,可得: 因此,下降的最大距離為: 由三個(gè)公式可得: (2) 根據(jù)能量守恒定律,物體下落過程中,重力勢(shì)能的減少量等于物體電勢(shì)能的增量、彈簧彈性勢(shì)能的增量和系統(tǒng)動(dòng)能的增量。 數(shù)量之和。 當(dāng)質(zhì)量為 時(shí),有: 當(dāng)質(zhì)量為 時(shí),假設(shè)離開擋板后的速度為,則有: 由這三個(gè)公式,離開擋板后的速度為: 圖 3-7-14 【解答】( 1) (2) 【例11】如圖3-7-14所示,一個(gè)有質(zhì)量的物體通過光彈簧與下方地面上的一個(gè)有質(zhì)量的物體相連。 彈簧的剛度系數(shù)為, 它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)。 一根不可伸展的燈繩一端繞著一個(gè)燈滑輪連接到物體上,另一端連接到一個(gè)燈鉤上。 打開fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

18、開始時(shí),每段繩子都處于伸直狀態(tài),物體上方的那段繩子處于垂直方向。 現(xiàn)在將一個(gè)有質(zhì)量的物體掛在鉤子上并將其從靜止?fàn)顟B(tài)釋放。 眾所周知,它只能使物體離開地面,但不能繼續(xù)上升。 如果將這個(gè)物體替換為另一個(gè)質(zhì)量為 的物體,并且仍然從上述初始位置開始靜止,那么該物體這次剛離??開地面時(shí)的速度是多少? 已知重力加速度為 [分析] 物體一開始靜止,假設(shè)彈簧的壓縮量為 ,則:物體懸空釋放后,物體向下運(yùn)動(dòng),物體向上運(yùn)動(dòng)。 假設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量是物體即將離開地面時(shí)。 如果不再上升,說明此時(shí)物體的速度為零。 該物體已降至最低點(diǎn)。 與初始狀態(tài)相比,彈簧彈性勢(shì)能的增加由機(jī)械能守恒得到:用物體替換物體后,物體離開地面時(shí)彈簧勢(shì)能的增量等于上次。 根據(jù)能量關(guān)系,我們得到: 同時(shí)求解上述方程,該題所需的速度為: 【答】說明:研究對(duì)象的選擇fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

19、在一些問題中,往往需要綜合運(yùn)用選擇、物理過程分析、臨界條件的應(yīng)用和能量轉(zhuǎn)換守恒等方面的綜合運(yùn)用。 9、彈簧彈力的雙向性 彈簧可以伸長(zhǎng),也可以壓縮,因此彈簧的彈力是雙向的。 性質(zhì),即彈力可以是推力,也可以是拉力。 此類問題通常有多種解決方案。 圖3-7-15 【例12】 如圖3-7-15所示,將一個(gè)質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)輕彈簧連接起來,相鄰兩個(gè)彈簧靜止時(shí)的夾角為 。 已知彈簧作用在質(zhì)點(diǎn)上的力為,則彈簧作用在質(zhì)點(diǎn)上的力可為 ( )A,B,C,D, 【分析】由于兩彈簧夾角為,則合力為粒子上的彈簧是靜止的。 彈簧可以是作用在顆粒上的拉力或推力。 由于 和 之間的關(guān)系是不確定的,所以以上四種選擇都是有可能的。 正確答案:ABCD 【答案】ABCDfby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

20. 10. 彈簧振蕩器 彈簧振蕩器的位移、速度、加速度、動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間存在特殊的關(guān)系。 彈簧振子問題通常考察這些關(guān)系,各種物理量的周期性變化也是考察的重點(diǎn)。 圖3-7-16 【例13】如圖3-7-16所示,輕彈簧和物體組成彈簧振蕩器。 物體在同一垂直線上做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 點(diǎn)為平衡位置; 為 的中點(diǎn),已知彈簧振子的周期為,在某一時(shí)刻,彈簧振子恰好經(jīng)過該點(diǎn)并向上移動(dòng),則從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。 下列說法正確的是( ) A、此時(shí)振子回到B點(diǎn),在時(shí)間內(nèi),振子移動(dòng)的距離為C,時(shí)間,振子的振動(dòng)位移為D,時(shí)間,振動(dòng)振子速度方向向下 【分析】點(diǎn)間振子平均速度小于點(diǎn)間平均速度,時(shí)間大于,選項(xiàng)錯(cuò)誤; 振蕩器移動(dòng)的點(diǎn) 以下位置與該點(diǎn)對(duì)稱,fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

21、總距離為,選項(xiàng)正確; 振動(dòng)器在點(diǎn)之間向下移動(dòng),選項(xiàng) D 是正確的。 【答案】BD 11.彈簧串并聯(lián)組合 圖3-7-17 彈簧串聯(lián)或并聯(lián)的剛度系數(shù)會(huì)發(fā)生變化,可以用公式計(jì)算彈簧組合的剛度系數(shù)。 高中物理不需要用公式定量分析,但必須掌握彈簧串聯(lián)和并聯(lián)的特性:彈簧串聯(lián)時(shí),每個(gè)彈簧的彈力相等; 當(dāng)原始長(zhǎng)度相同的彈簧并聯(lián)時(shí),每個(gè)彈簧的變形量相等。 【例14】如圖3-7-17所示,垂直懸掛兩個(gè)具有剛度系數(shù)的輕彈簧。 下端用光滑的繩子連接,光滑的輕滑輪放在細(xì)線上; 滑輪下端掛重物后,滑輪掉落。 求滑輪靜止后重物下降的距離。 【分析】?jī)蓚€(gè)彈簧看似并聯(lián),但由于每個(gè)彈簧的彈力相等,所以兩個(gè)彈簧實(shí)際上是串聯(lián)的; 兩個(gè)彈簧的彈力相等,fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

22、伸長(zhǎng)率為兩個(gè)彈簧伸長(zhǎng)量之和,故重物下落的高度為: 圖3-7-18 【答案】 12、通電彈簧【例15】 圖3-7-18如圖所示裝置,金屬?gòu)椈傻纳隙斯潭ǎ露私胨y中。 水銀連接到電源的負(fù)極。 彈簧上端通過開關(guān)與電源正極相連。 當(dāng)開關(guān)打開時(shí),彈簧的運(yùn)動(dòng)是怎樣的? 【分析】 通電彈簧的相位 相鄰兩匝線圈相互平行,電流流向相同方向。 兩匝線圈相互吸引,導(dǎo)致彈簧收縮。 彈簧收縮后,下端離開水銀,切斷電流,吸引力消失。 彈簧向下恢復(fù)到原來的長(zhǎng)度并接觸水銀表面。 電路接通,然后在吸引力的作用下收縮。 如此反復(fù),彈簧就會(huì)不斷地上下振動(dòng)。 圖3-7-19 13.物體沿著彈簧螺旋運(yùn)動(dòng)【例16】如圖3-7-19所示。 一根光滑的長(zhǎng)度的鋼絲纏繞成高度的彈簧fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

23、彈簧垂直放置。 一個(gè)中間有孔的小球穿過鋼絲,從彈簧的最高點(diǎn)釋放出來。 找出球沿著彈簧滑到最低點(diǎn)需要多長(zhǎng)時(shí)間。 圖3-7-20 【分析】球沿著光滑彈簧滑動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒。 可以想象,在不改變彈簧傾斜角度的情況下,將彈簧拉成傾斜的直線。 如圖3-7-20所示,小球沿這條直線滑動(dòng)的時(shí)間等于 題中所需的時(shí)間相等。 小球沿直線向下滑動(dòng)的加速度為: 根據(jù)幾何知識(shí):; 從位移公式來看:在生活中有著廣泛的應(yīng)用。 近年來高中物理彈力的問題,高考中關(guān)于春季申請(qǐng)的問題層出不窮。 圖3-7-21 【例17】 如圖3-7-21所示,學(xué)生正在參加科技活動(dòng)我國(guó)自制電子秤的原理是利用電壓來指示物體的質(zhì)量。 托盤和電子秤fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

24. 連接阻力可忽略不計(jì)的彈簧。 托盤和彈簧的質(zhì)量不計(jì)算在內(nèi)。 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭連接到彈簧的上端。 當(dāng)托盤內(nèi)無物體且托盤關(guān)閉時(shí),電壓顯示為零。 假設(shè)變阻器的總電阻為,總長(zhǎng)度為,電源電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)阻為,限流電阻阻值為,彈簧剛度系數(shù)為,排除所有摩擦和其他阻力。 (1)推導(dǎo)電壓表示數(shù)與物體質(zhì)量的關(guān)系。 (2)由(1)的結(jié)果可以看出,電壓示數(shù)與被測(cè)物體的質(zhì)量不成正比,不方便標(biāo)定。 為了使電壓指示數(shù)與被測(cè)物體的質(zhì)量成正比,請(qǐng)使用原有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)并完成電路原理圖。 ,推導(dǎo)出電壓表示數(shù)與被測(cè)物體質(zhì)量之間的關(guān)系。 【分析】(1)假設(shè)壓敏電阻上端到滑動(dòng)頭的長(zhǎng)度為,根據(jù)題:,,圖3-7-22求解:(2)改進(jìn)電路如圖3-7所示-22,則:,解為:【答案】(1)(2)fby物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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