高三物理二輪復(fù)習(xí)--彈簧問題

1、1高中總復(fù)習(xí)物理高中總復(fù)習(xí)物理彈簧專題彈簧專題高考動向高考動向彈簧問題能夠較好的培養(yǎng)學(xué)生的分析解決問題的能力和開發(fā)學(xué)生的智力，借助于彈簧問題，還能將整個力學(xué)知識和方法有機地結(jié)合起來系統(tǒng)起來，因此彈簧問題是高考命題的熱點，歷年全國以及各地的高考命題中以彈簧為情景的選擇題、計算題等經(jīng)常出現(xiàn)，很好的考察了學(xué)生對靜力學(xué)問題、動力學(xué)問題、動量守恒和能量守恒問題、振動問題、功能關(guān)系問題等知識點的理解，考察了對于一些重要方法和思想的運用。知識升華知識

2、升華一、彈簧的彈力一、彈簧的彈力1、彈簧彈力的大小、彈簧彈力的大小彈簧彈力的大小由胡克定律給出，胡克定律的內(nèi)容是：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小與彈簧的形變量成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)形式是：F=kx其中k是一個比例系數(shù)，叫彈簧的勁度系數(shù)。說明：①彈力是一個變力，其大小隨著彈性形變的大小而變化，還與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)；②彈簧具有測量功能，利用在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長（或壓縮）跟外力成正比這一性質(zhì)可制成彈簧秤。2、彈簧勁度系數(shù)、彈簧勁度系數(shù)彈簧的力學(xué)性質(zhì)

3、用勁度系數(shù)描寫，勁度系數(shù)的定義因彈簧形式的不同而不同，以下主要討論螺旋式彈簧的勁度系數(shù)。（1）定義：在彈性限度內(nèi)，彈簧產(chǎn)生的彈力F（也可認(rèn)為大小等于彈簧受到的外力）和彈簧的形變量（伸長量或者壓縮量）x的比值，也就是胡克定律中的比例系數(shù)k。（2）勁度系數(shù)的決定因素：勁度系數(shù)的大小由彈簧的尺寸和繞制彈簧的材料決定。彈簧的直徑越大、彈簧越長越密、繞制彈簧的金屬絲越軟越細(xì)時，勁度系數(shù)就越小，反之則越大。如兩根完全相同的彈簧串聯(lián)起來，其勁度系數(shù)只

4、是一根彈簧勁度系數(shù)的一半，這是因為彈簧的長度變大的緣故；若兩根完全相同的彈簧并聯(lián)起來，其勁度系數(shù)是一根彈簧勁度系數(shù)的兩倍，這是相當(dāng)于彈簧絲變粗所導(dǎo)致；二、輕質(zhì)彈簧的一些特性二、輕質(zhì)彈簧的一些特性輕質(zhì)彈簧：所謂輕質(zhì)彈簧就是不考慮彈簧本身的質(zhì)量和重力的彈簧，是一個理想化的模型。由于它不需要考慮自身的質(zhì)量和重力對于運動的影響，因此運用這個模型能為分析解決問題提供很大的方便。性質(zhì)性質(zhì)1、輕彈簧在力的作用下無論是平衡狀態(tài)還是加速運動狀態(tài)，各個部分

5、受到的力大小、輕彈簧在力的作用下無論是平衡狀態(tài)還是加速運動狀態(tài)，各個部分受到的力大小是相同的。其伸長量等于彈簧任意位置受到的力和勁度系數(shù)的比值。是相同的。其伸長量等于彈簧任意位置受到的力和勁度系數(shù)的比值。如圖1和2中相同的輕彈簧，其端點受到相同大小的力時，無論彈簧是處于靜止、勻速還是加速運動狀態(tài)，各個彈簧的伸長量都是相同的。3性質(zhì)性質(zhì)4、彈力的大小與形變量成正比，方向與形變的方向相反，即、彈力的大小與形變量成正比，方向與形變的方向相反，

6、即F=kxF=kx，是一個線性回，是一個線性回復(fù)力，物體在彈簧彈力的作用下，通常會做簡諧運動。復(fù)力，物體在彈簧彈力的作用下，通常會做簡諧運動。以簡諧運動為模型分析動力學(xué)問題會減少錯誤帶來方便。例如一個質(zhì)量為M的物體從高處自由下落在一個彈簧上，試分析物體的運動情況。由簡諧運動的知識知道，物體一旦接觸彈簧其運動就進(jìn)入了簡諧振動過程，必定存在一個平衡位置（如圖中O的位置，重力等于彈力），物體靠近平衡位置的階段必定是速度增大、加速度減小，遠(yuǎn)離平

7、衡位置的階段，必定是速度減小、加速度增大。如果結(jié)合簡諧運動的對稱性還可以方便地分析力的變化、能量的變化等問題，應(yīng)當(dāng)注意體會和運用。性質(zhì)性質(zhì)5、彈性勢能和彈力的功、彈性勢能和彈力的功（1）彈性勢能）彈性勢能①彈性勢能的大小：彈簧能夠儲存彈性勢能，它儲存的彈性勢能的大小與彈性形變量的大小和勁度系數(shù)有關(guān)，（運用此式的定量計算在高中階段不作要求，只做理解彈性勢能的依據(jù)）。②彈性勢能的計算：彈性勢能的定量計算依據(jù)功能關(guān)系或能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。（2