高考物理模型组合讲解 弹簧模型（动力学问题）

高考物理模型组合讲解 弹簧模型（动力学问题）内容摘要：

1、 第 1 页 模型组合讲解 弹簧模型（动力学问题）模型概述弹簧模型是高考中出现最多的模型之一，在填空、实验、计算包括压轴题中都经常出现，考查范围很广，变化较多，是考查学生推理、分析综合能力的热点模型。 模型讲解一. 正确理解弹簧的弹力例 1. 如图 1 所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为 F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上。 中弹簧的左端受大小也为 F 的拉力作用。 中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动。 中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。 若认为弹簧的质量都为零，以 l1、l 2、l 3、l 4 依次表示四个弹簧的伸长 2、量，则有（ ） 图 1A. B. C. D. l3析：当弹簧处于静止（或匀速运动）时，弹簧两端受力大小相等，产生的弹力也相等，用其中任意一端产生的弹力代入胡克定律即可求形变。 当弹簧处于加速运动状态时，以弹簧为研究对象，由于其质量为零，无论加速度 a 为多少，仍然可以得到弹簧两端受力大小相等。 由于弹簧弹力 与施加在弹簧上的外力 F 是作用力与反作用的关系，因此，弹簧的弹力也静止情况没有区别。 在题目所述四种情况中，由于弹簧的右端受到大小皆为 弹簧质量都为零，根据作用力与反作用力关系，弹簧产生的弹力大小皆为F，又由四个弹簧完全相同，根据胡克定律，它们的伸长量皆相等，所以正确选项为 D。 二. 双弹簧系 3、统例 2. （ 2004 年苏州调研）用如图 2 所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。 该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。 第 2 页 用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为 滑块，滑块可无摩擦的滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器 a、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。 现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器 b 在前，传感器 a 在后，汽车静止时，传感器 a、b 的示数均为10N（取 ）02/图 2（1）若传感器 a 的示数为 14N、b 的示数为 此时汽车的加速度大小和方向。 （2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器 a 的示 4、数为零。 解析：（1） ，./方向向右或向前。 （2）根据题意可知，当左侧弹簧弹力 时，右侧弹簧的弹力1 2代入数据得 ，方向向左或向后模型要点弹簧中的力学问题主要是围绕胡克定律 进行的，弹力的大小为变力，因此它引起物体的加速度、速度、动量、动能等变化不是简单的单调关系，往往有临界值，我们在处理变速问题时要注意分析物体的动态过程，为了快捷分析，我们可以采用极限方法，但要注意“弹簧可拉可压”的特点而忽略中间突变过程，我们也可以利用弹簧模型的对称性。 模型演练（2005 年成都考题）如图 3 所示，一根轻弹簧上端固定在 O 点，下端系一个钢球 P，球处于静止状态。 现对球施加一个方向向右的外力 F，吏球缓慢偏移。 若外力 F 方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角 且弹簧的伸长量不超过弹性限度，则下面给出弹簧伸90长量 x 与 的函数关系图象中，最接近的是（ ） 第 3 页 图 3答案：D。