例析弹簧问题的分析方法

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  弹簧问题历来是高中学生学习的难点,在近几年高考中时有出现。从考查的特点来看,涉及到的弹簧问题多是一些综合性较强、物理情景与物理过程又比较复杂的问题,因此,掌握解决此类问题的方法,形成此类问题的综合知识体系是十分必要的。
  一、轻质弹簧的研究方法
  在高中阶段,弹簧问题一般是不计质量的,我们将此类弹簧称为轻质弹簧。掌握轻质弹簧的受力特点,对于解决弹簧问题有很大的帮助。
  所以,原题给出的结果错误,原因是线上的张力大小发生了突变。
  (2)轻弹簧这一物理模型是当受外力拉伸时,有明显的形变量,在弹性限度内,弹力大小,弹力方向沿弹簧,当剪断的瞬间,,弹簧的形变量未来得及发生变化,不变,上的张力大小、方向还未发生变化,所以物体所受合力与等大反向,
  由牛顿第二定律得,得。所以,原题给的结果正确,因被剪断瞬间,弹簧上的弹力未发生变化。
  点评:只要形变量没有发生变化,弹簧的弹力也不发生变化。而绳子在剪断瞬间,绳子拉力马上消失。
  三、分析弹簧振子的各个状态,解决复杂弹簧振子问题
  当球又回升到离地面高为h的平衡位置时,向上的合力为零,再向上升,合力方向向下,开始减速,所以高为h处球的动量最大,故②正确。
  又因为不知与h的具体关系,故③④两种说法是错误的,而③④两种说法只有在0时才正确,所以本题答案选A。
  点评:在分析弹簧振子问题时,我们一定要把握住弹簧所处的状态,结合弹簧所处的状态对振子进行受力分析、状态分析。
  四、从动量、能量角度出发,解决弹簧连接体问题
  涉及到与弹簧连接的物体的运动问题,考查的知识点多,综合性强,物理过程较多且复杂,物理情景较为隐蔽,特别是弹力为变力,中学物理中又未给出弹力做功与弹性势能的计算方法,更增加了该部分题目的难度。所以对此类问题的处理关键是紧紧抓住弹簧受力特点,建立清晰的物理图景:物体各做什么性质的运动,各过程中能量的转化方向,物体最终所处的运动状态,物体各运动过程所遵循的规律等,再注意弹簧处于最长和最短状态时物体运动的特点,就可以化整为零,化难为易。
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