高考物理學(xué)生問(wèn)題總結(jié)及解決策略
1、磁場(chǎng)做得不好,
2、從整體看,第二次可能會(huì)好點(diǎn)
3、整體難度偏大,主要是第一輪復(fù)習(xí)還沒(méi)有結(jié)束4、選3-4的比較多
5、看圖像的峰值,我們思考如何提高平均分6、這一次的試卷出得比較活都需要分析
7、圖像的分開(kāi)學(xué)就很清楚,但是綜合起來(lái)就不會(huì),思考?教學(xué)生如何分析8、做多選題的策略
9、粗心或緊張,作圖隨意、答題卡填錯(cuò)10、選修選擇題:不丟分,一定要得分。11、偏的知識(shí)的復(fù)習(xí),非重點(diǎn)內(nèi)容的復(fù)習(xí)(康普頓效應(yīng))12、受力分析錯(cuò)的太多
1、規(guī)范答題習(xí)慣,錯(cuò)題重做,兩遍也行2、總結(jié)歸納概念,讓學(xué)生背3、帶著學(xué)生讀題,劃重點(diǎn)4、帶著學(xué)生計(jì)算,
5、對(duì)很多學(xué)生還是要重復(fù)的練習(xí),重復(fù)做基礎(chǔ)題,再幫助歸納。6、學(xué)生綜合分析能力的訓(xùn)練有意識(shí)的綜合一些內(nèi)容,讓學(xué)生訓(xùn)練
我的思考:
我的看法:訓(xùn)練一定要到位。連概念和公式都亂不清,那就多背背記記,一味追求難度也不行。主要還是看學(xué)生的情況。其次,在很多細(xì)節(jié)和策略上,學(xué)生總是不容易找到主要矛盾,容易把握不住時(shí)間和方法,我們應(yīng)該加強(qiáng)。作為我們培訓(xùn)學(xué)校,我們有比不上公立學(xué)校的地方,但是我們也有很大的優(yōu)勢(shì),我們更容易關(guān)注到學(xué)生的個(gè)別差異,我們的教學(xué)更有針對(duì)性。說(shuō)白了,我們要做的就是提高學(xué)生的成績(jī),做題策略、時(shí)間安排策略等都在考試中起著重要的作用,我們應(yīng)該在策略的選擇和運(yùn)用上也對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。我們的雙基訓(xùn)練和各種策略的訓(xùn)練應(yīng)該結(jié)合在一起。
因此,
1、我想我們是不是在各種策略選擇上,在學(xué)生參加考試前都給他們好好講講(結(jié)合例題來(lái)
講)
2、針對(duì)不同的學(xué)生,我們有沒(méi)有真正的給他們一個(gè)量身定做的培養(yǎng)計(jì)劃
3、對(duì)于每次考試分析的各種數(shù)據(jù),公立學(xué)校的老師們很多可能對(duì)信度、效度、標(biāo)準(zhǔn)差等這
些數(shù)據(jù)很不關(guān)心甚至不熟悉有什么用,那么我們是不是應(yīng)該在這些數(shù)據(jù)上多做些工作呢?
1、他們的難度是怎么算出來(lái)的?
2、很多時(shí)候我們降低難度更有利于學(xué)生的掌握,更能幫助學(xué)生提高分?jǐn)?shù)。
3、磁場(chǎng)這一塊,我覺(jué)得還是要重視起來(lái),力、電、磁始終是必修的大頭。重視度應(yīng)該不可
能降低的,只是方式不一樣或者幾個(gè)重點(diǎn)各年換著考罷了。
擴(kuò)展閱讀:高考物理彈簧類(lèi)問(wèn)題的幾種模型及其處理方法歸納
彈簧類(lèi)問(wèn)題的幾種模型及其處理方法學(xué)生對(duì)彈簧類(lèi)問(wèn)題感到頭疼的主要原因有以下幾個(gè)方面:首先,由于彈簧不斷發(fā)生形變,導(dǎo)致物體的受力隨之不斷變化,加速度不斷變化,從而使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程較復(fù)雜。其次,這些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中間所包含的隱含條件很難挖掘。還有,學(xué)生們很難找到這些復(fù)雜的物理過(guò)程所對(duì)應(yīng)的物理模型以及處理方法。根據(jù)近幾年高考的命題特點(diǎn)和知識(shí)的考查,筆者就彈簧類(lèi)問(wèn)題分為以下幾種類(lèi)型進(jìn)行分析,供讀者參考。
一、彈簧類(lèi)命題突破要點(diǎn)
1.彈簧的彈力是一種由形變而決定大小和方向的力。當(dāng)題目中出現(xiàn)彈簧時(shí),首先要注意彈力的大小與方向時(shí)刻要與當(dāng)時(shí)的形變相對(duì)應(yīng),在題目中一般應(yīng)從彈簧的形變分析入手,先確定彈簧原長(zhǎng)位置、現(xiàn)長(zhǎng)位置、平衡位置等,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(duì)應(yīng)的彈力大小、方向,結(jié)合物體受其他力的情況來(lái)分析物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2.因軟質(zhì)彈簧的形變發(fā)生改變過(guò)程需要一段時(shí)間,在瞬間內(nèi)形變量可以認(rèn)為不變,因此,在分析瞬時(shí)變化時(shí),可以認(rèn)為彈力大小不變,即彈簧的彈力不突變。
3.在求彈簧的彈力做功時(shí),因該變力為線(xiàn)性變化,可以先求平均力,再用功的定義進(jìn)行計(jì)算,也可據(jù)動(dòng)能定理和功能關(guān)系:能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求解。同時(shí)要注意彈力做功的特點(diǎn):彈力做功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值。彈
性勢(shì)能的公式
,高考不作定量要求,可作定性討論,因此
在求彈力的功或彈性勢(shì)能的改變時(shí),一般以能量的轉(zhuǎn)化與守恒的角度來(lái)求解。
二、彈簧類(lèi)問(wèn)題的幾種模型
1.平衡類(lèi)問(wèn)題
例1.如圖1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的物塊拴接,勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊m2拴接,下端壓在桌
面上(不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),F(xiàn)施力將m1緩慢豎直上提,直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面。在此過(guò)程中,m2的重力勢(shì)能增加了______,m1的重力勢(shì)能增加了________。
分析:上提m1之前,兩物塊處于靜止的平衡狀態(tài),所以有:
,,其中,
、分別是彈簧
k1、k2的壓縮量。當(dāng)用力緩慢上提m1,使k2下端剛脫離桌面時(shí),
,彈簧k2最終恢復(fù)原長(zhǎng),其中,為此時(shí)彈簧k1的伸長(zhǎng)
量。
答案:m2上升的高度為,增加的重力勢(shì)能為
,m1上升的高度為
,增加的重力勢(shì)
能為
。點(diǎn)評(píng):此題是共點(diǎn)力的平衡條件與胡克定律的綜合題,題中空間距離的變化,要通過(guò)彈簧形變量的計(jì)算求出。注意緩慢上提,說(shuō)明整個(gè)系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。
平衡類(lèi)問(wèn)題總結(jié):這類(lèi)問(wèn)題一般把受力分析、胡克定律、彈簧形變的特點(diǎn)綜合起來(lái),考查學(xué)生對(duì)彈簧模型基本知識(shí)的掌握情況。只要學(xué)生靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),學(xué)習(xí)習(xí)慣較好,這類(lèi)問(wèn)題一般都會(huì)迎刃而解,此類(lèi)問(wèn)題
相對(duì)較簡(jiǎn)單。
2.突變類(lèi)問(wèn)題例3.(201*年上海)如圖3所示,一質(zhì)量為m的小球系于長(zhǎng)度分別
為l1、l2的兩根細(xì)線(xiàn)上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,l2水平拉直,小球處于平衡狀態(tài),F(xiàn)將l2線(xiàn)剪斷,求剪斷瞬時(shí)小球的加速
度。若將圖3中的細(xì)線(xiàn)l1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖4所示,其他條件不變,求剪斷細(xì)線(xiàn)l2瞬時(shí)小球的加速度。
分析:(1)當(dāng)剪斷細(xì)線(xiàn)l2瞬間,不僅l2對(duì)小球拉力瞬間消失,l1的拉力也同時(shí)消失,此時(shí),小球只受重力作用,所以此時(shí)小球的加速度為重力加速度g。
(2)當(dāng)把細(xì)線(xiàn)l1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧時(shí),在當(dāng)剪斷細(xì)線(xiàn)l2瞬間,只有l(wèi)2對(duì)小球拉力瞬間消失,彈簧對(duì)小球的彈力和剪斷l(xiāng)2之前沒(méi)變化,因?yàn)閺椈苫謴?fù)形變需要一個(gè)過(guò)程。如圖5所示,剪斷l(xiāng)2瞬間,小球受重力G和彈簧彈力,所以有:
,方向水平向右。點(diǎn)評(píng):此題屬于細(xì)線(xiàn)和彈簧彈力變化特點(diǎn)的靜力學(xué)問(wèn)題,學(xué)生不僅要對(duì)細(xì)線(xiàn)和彈簧彈力變化特點(diǎn)熟悉,還要對(duì)受力分析、力的平衡等相關(guān)知識(shí)熟練應(yīng)用,此類(lèi)問(wèn)題才能得以解決。
突變類(lèi)問(wèn)題總結(jié):不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)的彈力變化時(shí)間可以忽略不計(jì),因此可以稱(chēng)為“突變彈力”,輕質(zhì)彈簧的彈力變化需要一定時(shí)間,彈力逐漸減小,稱(chēng)為“漸變彈力”。所以,對(duì)于細(xì)線(xiàn)、彈簧類(lèi)問(wèn)題,當(dāng)外界情況發(fā)生變化時(shí)(如撤力、變力、剪斷),要重新對(duì)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,細(xì)線(xiàn)上的彈力可以突變,輕彈簧彈力不能突變,這是處理此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。
3.碰撞型彈簧問(wèn)題
此類(lèi)彈簧問(wèn)題屬于彈簧類(lèi)問(wèn)題中相對(duì)比較簡(jiǎn)單的一類(lèi),而其主要特點(diǎn)是與碰撞問(wèn)題類(lèi)似,但是,它與碰撞類(lèi)問(wèn)題的一個(gè)明顯差別就是它的作用過(guò)程相對(duì)較長(zhǎng),而碰撞類(lèi)問(wèn)題的作用時(shí)間極短。
例4.如圖6所示,物體B靜止在光滑的水平面上,B的左邊固定有輕質(zhì)的彈簧,與B質(zhì)量相等的物體A以速度v向B運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿統(tǒng)一直線(xiàn),則A,B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是
A.A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)B.A的速度等于v時(shí)
C.B的速度等于零時(shí)D.A和B的速度相等時(shí)
分析:解決這樣的問(wèn)題,最好的方法就是能夠?qū)蓚(gè)物體作用的過(guò)程細(xì)化,明確兩個(gè)物體在相互作用的過(guò)程中,其詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。具體分析如下:
(1)彈簧的壓縮過(guò)程:A物體向B運(yùn)動(dòng),使得彈簧處于壓縮狀態(tài),壓縮的彈簧分別對(duì)A、B物體產(chǎn)生如右中圖的作用力,使A向右減速運(yùn)動(dòng),使B向右加速運(yùn)動(dòng)。由于在開(kāi)始的時(shí)候,A的速度比B的大,故兩者之間的距離在減小,彈簧不斷壓縮,彈簧產(chǎn)生的彈力越來(lái)越大,直到某個(gè)瞬間兩個(gè)物體的速度相等,彈簧壓縮到最短。
(2)彈簧壓縮形變恢復(fù)過(guò)程:過(guò)了兩物體速度相等這個(gè)瞬間,由于彈簧仍然處于壓縮狀態(tài),A繼續(xù)減速,B繼續(xù)加速,這就會(huì)使得B的速度變的比A的速度大,于是A、B物體之間的距離開(kāi)始變大,彈簧逐漸恢復(fù)形變直至原長(zhǎng)。
(3)彈簧的拉伸過(guò)程:由于B的速度比A的速度大,彈簧由原長(zhǎng)變?yōu)槔鞝顟B(tài)。此時(shí),彈簧對(duì)兩物體的彈力方向向內(nèi),使A向右加速運(yùn)動(dòng),B
向右減速運(yùn)動(dòng),直到A、B速度相等時(shí)彈簧拉伸到最長(zhǎng)狀態(tài)。
(4)彈簧拉伸形變恢復(fù)過(guò)程:過(guò)了兩物體速度相等這個(gè)瞬間,由于彈簧仍然處于拉伸狀態(tài),A繼續(xù)加速,B繼續(xù)減速,這就會(huì)使得A的速度變
的比B的速度大,于是A、B物體之間的距離開(kāi)始變小,彈簧逐漸恢復(fù)形變直至原長(zhǎng)。
就這樣,彈簧不斷地壓縮、拉伸、恢復(fù)形變。當(dāng)外界用力壓彈簧時(shí),彈簧會(huì)被壓縮,從而獲得彈性勢(shì)能,當(dāng)彈簧開(kāi)始恢復(fù)形變之后,它又會(huì)將所蓄積的彈性勢(shì)能釋放出去,這個(gè)蓄積和釋放的過(guò)程,彈簧自身并不會(huì)耗費(fèi)能量。能量在兩個(gè)物體和彈簧之間進(jìn)行傳遞。
點(diǎn)評(píng):在由兩個(gè)物體和彈簧組成的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)中,具有下面的特點(diǎn):
(1)兩個(gè)物體速度相等時(shí),彈簧處于形變量(壓縮或拉伸)最大的狀態(tài),彈簧的彈性勢(shì)能達(dá)到最大。
(2)兩個(gè)物體不停地進(jìn)行著加速和減速運(yùn)動(dòng),但加速度時(shí)刻在變化,所以有關(guān)兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題不能采用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)解決。但此模型屬于彈性碰撞模型,所以滿(mǎn)足包括彈簧在內(nèi)的系統(tǒng)動(dòng)量守恒和系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
4:機(jī)械能守恒型彈簧問(wèn)題
對(duì)于彈性勢(shì)能,高中階段并不需要定量計(jì)算,但是需要定性的了解,即知
道彈性勢(shì)能的大小與彈簧的形變之間存在直接的關(guān)系,對(duì)于相同的彈簧,形變量一樣的時(shí)候,彈性勢(shì)能就是一樣的,不管是壓縮狀態(tài)還是拉伸狀態(tài)。
例5.一勁度系數(shù)k=800N/m的輕質(zhì)彈簧兩端分別連接著質(zhì)量均為
m=12kg的物體A、B,它們豎直靜止在水平面上,如圖7所示。現(xiàn)將一豎直向上的變力F作用在A(yíng)上,使A開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.40s
物體B剛要離開(kāi)地面。求:
⑴此過(guò)程中所加外力F的最大值和最小值。⑵此過(guò)程中力F所做的功。(設(shè)整個(gè)過(guò)程彈簧都在彈性限度內(nèi),取g=10m/s2)
分析:此題考查學(xué)生對(duì)A物體上升過(guò)程中詳細(xì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的理解。在力F剛剛作用在A(yíng)上時(shí),A物體受到重力mg,彈簧向上的彈力T,豎直向上的拉力F。隨著彈簧壓縮量逐漸減小,彈簧對(duì)A的向上的彈力逐漸減小,則F
必須變大,以滿(mǎn)足F+T-mg=ma。當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),彈簧彈力消失,只有F-mg=ma;隨著A物體繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),彈簧開(kāi)始處于拉伸狀態(tài),則物體A的受到重力mg,彈簧向下的彈力T,豎直向上的拉力F,滿(mǎn)足F-T-mg=ma。隨著彈簧彈力的增大,拉力F也逐漸增大,以保持加速度不變。等到彈簧拉伸到足夠長(zhǎng),使得B物體恰好離開(kāi)地面時(shí),彈簧彈力大小等于B物體的重力。
答案:(1)開(kāi)始時(shí),對(duì)于A(yíng)物體:,得彈簧壓縮量是
Δx=0.15m
B剛要離開(kāi)地面時(shí),對(duì)于B物體仍有:,得彈簧伸長(zhǎng)量
Δx=0.15m
因此A向上運(yùn)動(dòng)的位移是0.3m,由公式:求得:加速度
是3.75m/s2。
所以:開(kāi)始時(shí)刻F=ma=45N為拉力最小值;B剛要離開(kāi)地面時(shí)F"-mg-kΔx=ma,得F"=285N為拉力最大值。
(2)拉力做的功等于系統(tǒng)增加的機(jī)械能,始末狀態(tài)彈性勢(shì)能相同。
所以由和,可得此過(guò)程中拉力做
的功等于49.5J。
點(diǎn)評(píng):此類(lèi)題的關(guān)鍵是要分析出最大值和最小值時(shí)刻的特點(diǎn),必須通過(guò)受力分析得出物體運(yùn)動(dòng)的詳細(xì)過(guò)程特征,只要把物體做每一種運(yùn)動(dòng)形式的力學(xué)原因搞清楚了,這類(lèi)問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。所以,學(xué)生在平時(shí)的訓(xùn)練中,必須養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,對(duì)于較復(fù)雜的物理過(guò)程,必須先分段研究,化一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題為若干個(gè)簡(jiǎn)單模型,針對(duì)若干個(gè)簡(jiǎn)單的物理情景,逐一分析出現(xiàn)這一物理情景的力學(xué)原因,當(dāng)把每一個(gè)物理情景都分析清楚了,整個(gè)問(wèn)題的答案就會(huì)水到渠成。
例6.如圖8所示,物體B和物體C用勁度系數(shù)為k的彈簧連接并豎直地靜置在水平面上。將一個(gè)物體A從物體B的正上方距離B的高度為H0處由靜止釋放,下落后與物體B碰撞,碰撞后A和B粘合在一起并立刻向下運(yùn)動(dòng),在以后的運(yùn)動(dòng)中A、B不再分離。已知物體A、B、C的質(zhì)量均為M,重力加速度為g,忽略物體自身的高度及空氣阻力。求:
(1)A與B碰撞后瞬間的速度大小。
(2)A和B一起運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí),物體C對(duì)水平地面壓力為多大?
(3)開(kāi)始時(shí),物體A從距B多大的高度自由落下時(shí),在以后的運(yùn)動(dòng)中才能使物體C恰好離開(kāi)地面?
分析:過(guò)程分析法:
第一階段:A自由落體;
第二階段:A、B發(fā)生碰撞,作用時(shí)間極短,時(shí)間忽略;
第三階段:AB成為一體的瞬間,彈簧形變來(lái)不及發(fā)生改變,彈簧的彈力仍為mg,小于A(yíng)B整體重力2mg,所以物體AB所受合力仍然為向下,
物體仍然向下加速,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)彈簧的彈力增大到正好為2mg時(shí),物體AB合力為0,物體繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。
第四階段:彈簧繼續(xù)被壓縮,壓縮量繼續(xù)增加,產(chǎn)生的彈力繼續(xù)增加,大于2mg,使得物體AB所受合力變?yōu)橄蛏,物體開(kāi)始向下減速,直至彈簧
壓縮到最短,AB物體停止運(yùn)動(dòng)。所以,當(dāng)物體AB所受合力為0時(shí)就是該物體速度最大的時(shí)候。
答案:(1)A自由下落由機(jī)械能守恒得:
,求得
A與B碰撞,由于碰撞時(shí)間極短,由A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得:
。所以求得A與B碰撞后瞬間的速度大小
(2)由前面分析知,A和B一起運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度的時(shí)刻,即為物
體AB受合力為0的時(shí)刻:對(duì)C受力分析知地面對(duì)C的支持力。
所以物體C對(duì)水平地面壓力也為3mg。
(3)設(shè)物體A從距離B為H的高度自由落下時(shí),在以后的運(yùn)動(dòng)中才能使物體C恰好離開(kāi)地面。要使C恰好離開(kāi)地面,意味著當(dāng)A上升到最高
點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力為mg,彈簧的伸長(zhǎng)量為,A、B相碰結(jié)束時(shí)刻彈簧的
壓縮量也為。所以,由A、B物體以及彈簧組成的系統(tǒng),從A、B相碰
結(jié)束開(kāi)始到A、B上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,初狀態(tài)A、B
的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為末狀態(tài)A、B的重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能沒(méi)有變化。所以有:,求得:
點(diǎn)評(píng):高中階段的機(jī)械能守恒等式分為:“守恒式”、“轉(zhuǎn)移式”和“轉(zhuǎn)化式”三種,對(duì)于任何研究對(duì)象,無(wú)論是單個(gè)物體還是系統(tǒng),都可以采用“守恒式”列等式,選好零勢(shì)能面,確定初、末狀態(tài)的機(jī)械能,此方法思路簡(jiǎn)單,但等式復(fù)雜,運(yùn)算量較大!稗D(zhuǎn)移式”只能針對(duì)一個(gè)系統(tǒng),如兩個(gè)物體A、B組成的系統(tǒng),
,若A物體機(jī)械能減小,
B物體的機(jī)械能一定增加,且變化量相等,A減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到B上導(dǎo)致B物體機(jī)械能增加。“轉(zhuǎn)化式”體現(xiàn)了機(jī)械能守恒中機(jī)械能從一種形式轉(zhuǎn)化成另外一種形式,在轉(zhuǎn)化過(guò)程中總的機(jī)械能不變。即:
,若物體或系統(tǒng)動(dòng)能增加了,勢(shì)能必然減小,且增加的動(dòng)能等于減小的勢(shì)能。
此類(lèi)模型是涉及彈簧在內(nèi)的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,在這類(lèi)模型中,一般涉及動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能,列等式一般采用“轉(zhuǎn)移式”或“轉(zhuǎn)化式”。
5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)型彈簧問(wèn)題
彈簧振子是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典模型,有一些彈簧問(wèn)題,如果從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的角度思考,利用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱(chēng)性來(lái)處理,問(wèn)題的難度將大大下降。
例7.如圖9所示,一根輕彈簧豎直直立在水平面上,下端固定。在彈簧正上方有一個(gè)物塊從高處自由下落到彈簧上端O,將彈簧壓縮。當(dāng)彈簧被壓縮了x0時(shí),物塊的速度減小到零。從物塊和彈簧接觸開(kāi)始到物塊速度減小到零過(guò)程中,物塊的加速度大小a隨下降位移大小x變化的圖像,可能是下圖中的
分析:我們知道物體所受的力為彈力和重力的合力,而彈力與形變量成正比,所以加速度與位移之間也應(yīng)該是線(xiàn)性關(guān)系,加速度與位移關(guān)系的圖像為直線(xiàn)。物體在最低點(diǎn)的加速度與重力加速度之間的大小關(guān)系應(yīng)該是本題的難點(diǎn),借助簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度對(duì)稱(chēng)性來(lái)處理最方便。若物塊正好是原長(zhǎng)處下落的,根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性,可知最低點(diǎn)時(shí)所受的合力也是mg,方向向上,所以彈力為2mg,加速度為g,F(xiàn)在,初始位置比原長(zhǎng)處要高,這樣最低點(diǎn)的位置比上述情況要低,彈簧壓縮量也要大,產(chǎn)生的彈力必定大于2mg,加速度必定大于g。
例8.如圖10所示,一質(zhì)量為m的小球從彈簧的正上方H高處自由下落,接觸彈簧后將彈簧壓縮,在壓
縮的全過(guò)程中(忽略空氣阻力且在彈性限度內(nèi)),以下說(shuō)法正確的是
A.小球所受彈力的最大值一定大于2mg
B.小球的加速度的最大值一定大于2g
C.小球剛接觸彈簧上端時(shí)動(dòng)能最大D.小球的加速度為零時(shí)重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最大
解析:本題是一個(gè)典型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型問(wèn)題?蓞⒖祭8分析即可。6.綜合類(lèi)彈簧問(wèn)題
例9.質(zhì)量均為m的兩個(gè)矩形木塊A和B用輕彈簧相連接,彈簧的勁度系數(shù)為k,將它們豎直疊放在水平地
面上,如圖13所示,另一質(zhì)量也是m的物體C,從距離A為H的高度自由下落,C與A相碰,相碰時(shí)間極短,碰后A、C不粘連,當(dāng)A、C一起回到最高點(diǎn)時(shí),地面對(duì)B的支持力恰好等于B的重力。若C從距離A為2H高處自由落
下,在A(yíng)、C一起上升到某一位置,C與A分離,C繼續(xù)上升,求:
(1)C沒(méi)有與A相碰之前,彈簧的彈性勢(shì)能是多少?
(2)C上升到最高點(diǎn)與A、C分離時(shí)的位置之間距離是多少?
解:過(guò)程分析法
(1)C由靜止下落H高度。即與A相撞前的速度為
,則:
,得出:
(2)C與A相撞,由動(dòng)量守恒定律可得:得出:
(3)A、C一起壓縮彈簧至A、C上升到最高點(diǎn),由機(jī)械能守恒定律
得:
得出
(4)C由靜止下落2H高度時(shí)的速度為
,則:
得出
(5)C與A相撞:得出:
(6)A、C一起壓縮彈簧至A、C分離,由機(jī)械能守恒定律得:
得出:
(7)C單獨(dú)上升X高度,由機(jī)械能守恒定律得:
得出:
例10.如圖12所示,質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài),A上方的一段繩沿豎直方向,F(xiàn)在掛鉤上升一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為
的物體D,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋
放,則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少?已知重力加速度為g。
解:過(guò)程分析法
(1)開(kāi)始時(shí),A、B都靜止,設(shè)彈簧壓縮量為
,則:
得出:
(2)掛上C由靜止釋放,由B剛好離開(kāi)地面得:
得出:
(3)掛上C直至B剛好離開(kāi)地面,由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得:
其中為彈簧
彈性勢(shì)能的增加量
(4)若將C換成D后,當(dāng)B剛好離開(kāi)地面時(shí)彈簧彈性勢(shì)能的增加量與前一次相同,得出:
以上兩
式聯(lián)立得出:
綜合類(lèi)彈簧問(wèn)題總結(jié):綜合類(lèi)彈簧問(wèn)題一般物理情景復(fù)雜,涉及的物
理量較多,思維過(guò)程較長(zhǎng),題目難度較大。處理這類(lèi)問(wèn)題最好的辦法是前面所述的“肢解法”,即把一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題“肢解”成若干個(gè)熟悉的簡(jiǎn)單的物理情景,逐一攻破。這就要求學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),平時(shí)善于積
累常見(jiàn)的物理模型及其處理辦法,并具有把一個(gè)物理問(wèn)題還原成物理模型的能力。
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