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这与绳子的受力 情况不同.详情
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这与绳子的受力 情况不同.

   

  弹簧模型是以轻质弹簧为载体,与具体实际问题相结合,考查运动学、动力学、能量守恒、动量守恒、振动问题、功能关系、物体的平衡等相关问题。有关弹簧的知识,是高考考查的重点,同时也是高考的难点,几乎每年的高考都会考查该内容,所以备考时要引起足够的重视.

  轻弹簧是一种理想化的物理模型,分析问题时不需要考虑弹簧本身的质量和重力.处理弹簧模型时,需要掌握以下知识点:

  弹簧弹力的大小可以由胡克定律来计算,即弹簧发生形变时,在弹性限度内,弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比,数学表达式为,其中是一个比例系数,叫弹簧的劲度系数.弹簧的弹力不是一个恒定的力,而是一个变力,其大小随着弹簧形变量的变化而变化,同时还与弹簧的劲度系数有关。

  (1)弹簧弹力的大小与弹簧的形变量有关,当弹簧的劲度系数保持不变时,弹簧的形变量,弹簧的形变量发生变化,弹簧的弹力相应地发生变化;形变量不变,弹力也力也就保持不变,由于弹簧的形变不能发生突变,故弹簧的弹力也不能瞬间发生变化,这与绳子的受力情况不同.

  (2)当轻弹簧受到外力的作用时,无论弹簧是处于平衡状态还是处于加速运动状态,弹簧各个部分所受的力的大小是相同的.

  (3)弹簧弹力的方向与弹簧的形变有关,在拉伸和压缩两种情况下,弹力的方向相反.在分析弹簧弹力的方向时,一定要全面考虑,如果题目没有说明是哪种形变,那么就需要考虑两种情况.

  (4)根据胡克定律可知,弹力的大小与形变量成正比,方向与形变的方向相反,可以将胡克定律的表达式写成F=kx,即弹簧弹力是一个线性回复力,故在弹力的作用下,物体会做简谐运动.

  弹簧能够存储弹性势能,其大小为Ep=kx2/2,在高中阶段不需要掌握该公式,但要知道形变量越大,弹性势能就越大,在形变量相同的情况下,弹性势能是相等的;一般情况下,通常利用能量守恒定律来求弹簧的弹性势能,由于弹簧弹力是一个变力,弹力的功就是变力的功,可以用平均力来求功,也可以通过功能关系和能量守恒定律来求解.

  (2)判断弹簧原长的位置,现长的位置,以确定弹簧是哪种形变以及形变量的大小;

  (3)分析弹簧弹力的变化情况,弹箦弹力不能发生突变,以此来分析计算物体的运动状态;

  (4)根据相应的物理规律列方程求解,例如,物体处于平衡时,运用平衡条件和胡克定律求解.

  弹簧弹力的大小与弹簧形变有关,而弹簧的形变在瞬间是不能突变的,即弹簧形变的改变需要一定的时间,所以弹簧弹力在瞬间不能够突变,这与绳模型是有区别的,不要混淆两者的区别,否则就会出错.

  弹簧中的碰撞问题是一类综合性很强的题目,一般综合了动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化等.如果弹簧作为系统内的一个物体时,弹簧的弹力对系统内物体做不做功都不影响系统的机械能,能量相互转化.在运动过程中,动能与势能相互转化。当弹簧两端都有物体时,弹簧伸长到最长或压缩到最短时,相关联物体的速度一定相等,弹簧的弹性势能最大;当弹簧恢复原长时,相关联的物体的速度相差最大,弹性势能为零.

  电场中的弹簧问题是在弹簧模型中加入了电场,使问题复杂化.这类问题一直是高考考查的重点,考生普遍感到棘手,主要是不会分析弹簧的状态和变化过程,不能准确地分析弹簧弹力和电场力做功的情况.处理这类问题的关键是弄清楚各力的做功关系和功能关系.快速提高物理成绩的奇书——巧学妙解王高中物理,淘宝店铺:每天学习2-3页,60天稳提60分,早用早提分,快用快提分!

  分析这样的综合性问题,需要根据题述背景,正确分析物理过程,灵活运用相关规律,如运动学规律、动力学规律、动能定理、动量定理、动量守恒定律、能量守恒定律等.一般情况下,运用功能关系可以降低题目的难度.一般解题步骤为:

  (2)分析物体的运动过程,确定相关力的做功情况,如有哪些力做功,哪些力不做功,哪些力做正功,哪些力做负功等;

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