高中物理力学弹簧模型

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高中物理力学模型及分析

1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程

隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。 F F F2 F1 BAmm 1 2 AB

╰ α

2斜面模型 （搞清物体对斜面压力为零的临界条件） 斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定

?=tg?物体沿斜面匀速下滑或静止 ?> tg?物体静止于斜面 ?< tg?物体沿斜面加速下滑a=g(sin?一?cos?)

3．轻绳、杆模型

绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。 杆对球的作用力由运动情况决定

只有?=arctg(g)时才沿杆方向

最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力? 若小球带电呢？

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假设单B下摆,最低点的速度VB=2

1两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所示．将绳子剪断的瞬间，球1和球2的加速度分别为（ ） Ａ． a1＝ｇ，a2＝ｇ． Ｂ． a1＝0，a2＝ｇ． Ｃ． a1＝ｇ，a2＝0． Ｄ． a1＝2ｇ，a2＝0．

2如图A所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处于平衡状态。求将l2线剪断瞬时物体的加速度。将l1换成弹簧如图B剪断 l2瞬时，物体的加速度？

3如图所示,木块A与B用一轻质弹簧相连,竖直放在木板C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑,当沿水平面方向迅速抽出木板C的瞬时,A和B的加速度大小分别为多大？

4如图5所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物

块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态，现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d，重力加速

度为g。

解析：令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律

和牛顿定律可知

mAgsin

弹簧问题归类

一、“轻弹簧”类问题

在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹簧”，是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计，选取任意小段弹簧，其两端所受张力一定平衡，否则，这小段弹簧的加速度会无限大.故轻弹簧中各部分间的张力处处相等，均等于弹簧两端的受力.弹簧一端受力为F，另一端受力一定也为F,若是弹簧秤，则弹簧秤

图 3-7-1

示数为F.

【例1】如图3-7-1所示，一个弹簧秤放在光滑的水平面上，外壳质量m不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加弹簧上水平方向的力F1和称外壳上的力F2，且F1?F2，则弹簧秤沿水平方向的加速度为 ，弹簧秤的读数为 .

【解析】 以整个弹簧秤为研究对象，利用牛顿运动定律得： F1?F2?ma，即a?F1?F2,仅以轻质弹簧

m为研究对象，则弹簧两端的受力都F1，所以弹簧秤的读数为F1.说明:F2作用在弹簧秤外壳上，并没有作用在弹簧左端，弹簧左端的受力是由外壳内侧提供的.【答案】a?F1?F2 F1

m二、质量不可忽略的弹簧

【例2】如图3-7-2所示，一质量为M、长为L的均质弹簧平放在光滑的水平面,在弹簧右端施加一水平力F使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受

1两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所示．将绳子剪断的瞬间，球1和球2的加速度分别为（ ） Ａ． a1＝ｇ，a2＝ｇ． Ｂ． a1＝0，a2＝ｇ． Ｃ． a1＝ｇ，a2＝0． Ｄ． a1＝2ｇ，a2＝0．

2如图A所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处于平衡状态。求将l2线剪断瞬时物体的加速度。将l1换成弹簧如图B剪断 l2瞬时，物体的加速度？

3如图所示,木块A与B用一轻质弹簧相连,竖直放在木板C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑,当沿水平面方向迅速抽出木板C的瞬时,A和B的加速度大小分别为多大？

4如图5所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物

块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态，现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d，重力加速

度为g。

解析：令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律

和牛顿定律可知

mAgsin

1、如图1-1所示，长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个重为12牛的物体。平衡时，绳中张力T=＿＿＿＿

2、如图2-1所示，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮的距离相等。在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过程中，保持C、D两端的拉力F不变。

（1）当物块下落距离h为多大时，物块的加速度为零？

（2）在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力F做功W为多少？

（3）求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H？

3、如图3-1所示的传送皮带，其水平部分 ab=2米，bc=4米，bc与水平面的夹角α=37°，一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ=0.25，皮带沿图示方向运动，速率为2米/秒。若把物体A轻轻放到a点处，它将被皮带送到c点，且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。

4、如图4-1所示，传送带与地面倾角θ=37°，AB长为16米，传送带以10米/秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千

高中物理力学实验专题

高中物理《考试说明》中确定的力学实验有： 1.研究匀变速直线运动 2.探究弹力和弹簧伸长的关系 3.验证力的平行四边形定则 4.验证牛顿运动定律、探究动能定理 5.验证机械能守恒定律。

其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。

在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。 （一）打点计时器系列实验中纸带的处理 1．纸带的选取：

一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm。

高考物理解题模型

目 录

第一章 运动和力 ...........................................................................................................1

一、追及、相遇模型 .................................................................................................1 二、先加速后减速模型 .............................................................................................4 三、斜面模型 .............................................................................................................6 四、挂件模型 .........................................................

高考物理解题模型

目 录

第一章 运动和力 ...........................................................................................................1

一、追及、相遇模型 .................................................................................................1 二、先加速后减速模型 .............................................................................................4 三、斜面模型 .............................................................................................................6 四、挂件模型 .........................................................

高中物理力学受力分析专题

顺口溜：分析对象先隔离，已知各力画上面。接触点、面要找全，推拉挤压弹力显。糙面滑动动摩擦，欲动未动静摩现。隔离体上力画全，不多不少展笑颜。 （一）受力分析

物体之所以处于不同的运动状态，是由于它们的受力情况不同．要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况．正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功． 如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念、从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手，分析它与所处环境的其它物体的相互联系；一般采取以下的步骤分析： 1．确定所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用．

采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力，不要找该物体施于其它物体的力，譬如所研究的物体叫A，那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力??而“A对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力．也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上． 2．要养成按步骤分析的习惯．

先画重力：作用点画在物体的重心． 次画接触力(弹力和摩擦力)：绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看对象跟其他物体有几个接触点(面)，对每个接触点(面)若

高考物理解题模型

目录

第一章运动和力 (1)

一、追及、相遇模型 (1)

二、先加速后减速模型 (4)

三、斜面模型 (6)

四、挂件模型 (11)

五、弹簧模型（动力学） (18)

第二章圆周运动 (20)

一、水平方向的圆盘模型 (20)

二、行星模型 (23)

第三章功和能 (1)

一、水平方向的弹性碰撞 (1)

二、水平方向的非弹性碰撞 (6)

三、人船模型 (9)

四、爆炸反冲模型 (11)

第四章力学综合 (13)

一、解题模型： (13)

二、滑轮模型 (19)

三、渡河模型 (23)

第五章电路 (1)

一、电路的动态变化 (1)

二、交变电流 (6)

第六章电磁场 (10)

一、电磁场中的单杆模型 (10)

二、电磁流量计模型 (16)

三、回旋加速模型 (19)

四、磁偏转模型 (24)

第1页 第一章 运动和力

一、追及、相遇模型

模型讲解：

1． 火车甲正以速度v 1向前行驶，司机突然发现前方距甲d 处有火车乙正以较小速度v 2同向匀速行

驶，于是他立即刹车，使火车做匀减速运动。为了使两车不相撞，加速度a 应满足什么条件？ 解析：设以火车乙为参照物，则甲相对乙做初速为)(21v v -、加速度为a 的匀减速运动。若甲相对乙的速度为零时两车不相撞，则此后就不会相撞。因此，不相撞的临