北京市2017年高三物理一轮专题复习 弹簧问题
高考弹簧问题专题详解
高考弹簧问题专题详解专题一：弹簧专题专题训练题及详析1、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m 的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。
如图7所示。
现让木板由静止开始以加速度a(a ＜g ＝匀加速向下移动。
求经过多长时间木板开始与物体分离。
分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x 时，物体受重力mg ，弹簧的弹力F=kx 和平板的支持力N 作用。
据牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma当N=0时，物体与平板分离，所以此时k a g m x )(-=因为221at x =，所以kaa g m t )(2-=。
2、如图8所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P 处于静止，P 的质量m=12kg ，弹簧的劲度系数k=300N/m 。
现在给P 施加一个竖直向上的力F ，使P 从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s 内F 是变力，在0.2s 以后F 是恒力，g=10m/s 2,则F 的最小值是 ，F 的最大值是 。
．分析与解：因为在t=0.2s 内F 是变力，在t=0.2s 以后F 是恒力，所以在t=0.2s 时，P 离开秤盘。
此时P 受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于原长。
在0_____0.2s 这段时间内P 向上运动的距离：x=mg/k=0.4m 因为221at x =，所以P 在这段时间的加速度22/202s m tx a == 当P 开始运动时拉力最小，此时对物体P 有N-mg+F min =ma,又因此时N=mg ，所以有F min =ma=240N.当P 与盘分离时拉力F 最大，F max =m(a+g)=360N.3．如图9所示，一劲度系数为k =800N/m 的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m =12kg 的物体A 、B 。
物体A 、B 和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F 在上面物体A 上，使物体A 开始向上做匀加速运动，经0.4s 物体B 刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g =10m/s 2 ，求：（1）此过程中所加外力F 的最大值和最小值。
高中物理专项突破：弹簧类问题
高中物理专项突破：弹簧类问题弹簧问题是高中物理中常见的题型之一，并且综合性强。
分析这类题型对训练学生的分析综合能力很有好处。
1、在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为"轻弹簧"。
轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒。
2、弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化.3、因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变.4、在涉及弹簧的弹力做功及弹性势能的变化时，由于弹簧上的弹力是变力，无法直接利用公式W=FLcos α来计算，况且弹性势能的公式E p =21kx 2，高考不作定量要求。
因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。
一、与弹簧相关联的平衡类问题例1．如图所示，A 物体重2N ，B 物体重4N ，中间用弹簧连接，弹力大小为2N ，此时吊A 物体的绳的拉力为T ，B 对地的压力为F ，则T 、F 的数值可能是( )A ．7N ，0B ．4N ，2NC ．1N ，6ND ．0，6N例2．如图所示，劲度系数为k 1的轻质弹簧两端分别与质量为m 1、m 2的物块1、2拴接，劲度系数为k 2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态.现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中，物块1、2上升的距离分别是 ， 拓展：物块2的重力势能增加了______，物块1的重力势能增加了________.二、与弹簧相关联的动力学问题例3．如图所示，轻弹簧下端固定在水平地面上，弹簧位于竖直方向，另一端静止于B 点。
高中物理弹簧问题
高中物理弹簧问题（原创实用版）目录1.弹簧问题的背景和概述2.弹簧问题的解题思路和方法3.弹簧问题的典型例题解析4.弹簧问题的注意事项和误区点拨5.弹簧问题在中高考中的应用和意义正文高中物理弹簧问题是物理学科中的一个重要内容，涉及对弹簧的理解和应用。
弹簧是一种具有弹性的物体，在外力作用下能产生形变，当外力去除后能恢复原状。
弹簧问题在中高考中频繁出现，对学生的综合能力和思维能力有较高的要求。
在解决弹簧问题时，通常需要遵循以下步骤和方法：1.确定研究对象和受力分析：在解决弹簧问题时，首先要明确研究对象，分析物体受到的各种外力，如重力、弹力、推力等。
2.运用胡克定律：胡克定律是弹簧问题的核心，它描述了弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
在解题过程中，要充分运用胡克定律，根据弹簧的伸长量或压缩量求出弹力。
3.利用牛顿第二定律：在求解弹簧问题时，常常需要运用牛顿第二定律，通过列方程求解物体的加速度。
4.注意临界情况：在弹簧问题中，有时会出现临界情况，如物体的分离、弹簧的断裂等。
在解题过程中，要特别注意这些临界情况，避免出现不合理的答案。
5.灵活运用整体法和隔离法：在解决弹簧问题时，可以根据问题的具体情况，灵活运用整体法和隔离法进行求解。
在解决弹簧问题时，还需注意以下事项和误区：1.弹力与弹簧长度的关系：弹力与弹簧的伸长量或压缩量成正比，而不是与弹簧的长度成正比。
2.注意弹簧的压缩和拉伸：在解题过程中，要分清弹簧是处于压缩状态还是拉伸状态，避免出现错误的答案。
3.弹簧问题的功能关系：在解决弹簧问题时，要注意功与能的关系，根据能量守恒原理进行求解。
通过以上分析，我们可以得出高中物理弹簧问题的解题思路和方法。
在实际应用中，弹簧问题可以出现在各种题型中，如选择题、填空题、计算题等。
高三物理一轮复习资料【弹簧模型】
高三物理一轮复习资料【弹簧模型】1．弹簧模型的问题特点弹簧模型是高考中常见的物理模型之一，该模型涉及共点力的平衡、牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律以及能量守恒定律等知识．运动过程中，从力的角度看，弹簧上的弹力是变力，从能量的角度看，弹簧是储能元件．因此，借助弹簧模型，可以很好地考查考生的分析综合能力．在高考试题中，弹簧(主要是轻质弹簧)模型主要涉及四个方面的问题：静力学中的弹簧问题、动力学中的弹簧问题、与能量转化和与动量有关的弹簧问题．2．弹簧模型的解题策略(1)力学特征：轻质弹簧不计质量，并且因软质弹簧的形变发生改变需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变，因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹簧的弹力不突变．(2)过程分析：弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力．当题目中出现弹簧时，首先要注意弹力的大小和方向与形变相对应，从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置、现长位置、平衡位置等，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，结合物体受其他力的情况来综合分析物体的运动状态．(3)功能关系：在求弹簧的弹力做功时，因该变力随形变量而线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可根据动能定理和功能关系求解．同时要注意弹力做功等于弹性势能增量的负值，因此在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般从能量的转化与守恒的角度来求解．(4)临界分析：弹簧一端有关联物、另一端固定时，当弹簧伸长到最长或压缩到最短时，物体速度有极值，弹簧的弹性势能最大，此时也是物体速度方向发生改变的时刻；若关联物与接触面间光滑，当弹簧恢复原长时，物体速度最大，弹性势能为零；若关联物与接触面间粗糙，物体速度最大时弹力与摩擦力平衡，此时弹簧并没有恢复原长，弹性势能也不为零．3．弹簧模型的主要问题(1)与弹簧关联物体受力变化前后的加速度问题．(2)与弹簧关联两个相互接触的物体分离的临界问题．(3)与弹簧关联物体的碰撞问题．(4)与热力学、振动、电磁学综合的弹簧问题．视角1：弹簧模型中的平衡问题1．如图所示，质量为m 1的物体A 压在放于地面上的竖直轻弹簧L 1(劲度系数为k 1)上，上端与轻弹簧L 2(劲度系数为k 2)相连，轻弹簧L 2上端与质量为m 2的物体B 相连，物体B 通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P 相连，A 、B 均静止．现缓慢地向小桶P 内加入细沙，当弹簧L 1恰好恢复原长时(小桶一直未落地)，求：(1)小桶P 内所加入细沙的质量；(2)小桶在此过程中下降的距离．解析：(1)当L 1恢复原长时，对A 、B 整体分析，绳子的拉力为F ＝(m 1＋m 2)g ，即小桶中细沙的质量为m 1＋m 2.(2)开始时，对A 、B 整体受力分析得k 1x 1＝(m 1＋m 2)g ，式中x 1为弹簧L 1的压缩量，则x 1＝(m 1＋m 2)g k 1 对B 受力分析得k 2x 2＝m 2g ，式中x 2为弹簧L 2的压缩量，则x 2＝m 2g k 2当L 1恢复原长时，对A 受力分析得k 2x 2′＝m 1g ，式中x 2′为弹簧L 2的伸长量，则x 2′＝m 1g k 2在整个过程中，小桶下降的距离h ＝x 1＋x 2＋x 2′＝(m 1＋m 2)g ⎝⎛⎭⎫1k 1＋1k 2. 答案：(1)m 1＋m 2 (2)(m 1＋m 2)g ⎝⎛⎭⎫1k 1＋1k 2视角2：弹簧模型中的瞬时问题2.细绳拴一个质量为m 的小球，小球将左端固定在墙上的轻弹簧压缩了距离x (小球与弹簧不连接)，小球静止时弹簧在水平位置，细绳与竖直方向的夹角为53°，小球距地面的高度为h ，如图所示．下列说法中正确的是( )A ．细绳烧断后，小球做平抛运动B ．细绳烧断后，小球落地的速度等于2ghC ．剪断弹簧瞬间，细绳的拉力为53mg D ．细绳烧断瞬间，小球的加速度大小为53g 解析：D 将细绳烧断后，小球受到重力和弹簧弹力的共同作用，合力方向斜向右下方，并不是只有重力的作用，所以小球不是做平抛运动，故A 错误；小球只做自由落体运动时，根据v 2＝2gh 得落地速度是v ＝2gh ，而现在除重力外还有弹簧的弹力对小球做功，所以小球落地时的速度一定大于2gh ，故B 错误；小球静止时，对小球进行受力分析如图所示，由平衡条件得，细绳的拉力大小T ＝mg cos 53°＝53mg ，弹簧弹力的大小F ＝mg tan 53°＝43mg ，剪断弹簧瞬间，细绳的拉力发生突变，不再为T ＝53mg ，故C 错误；细绳烧断瞬间，弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与细绳烧断前细绳中的拉力大小相等、方向相反，此时F 合＝T ，可知此瞬间小球的加速度大小a ＝F 合m ＝53g ，故D 正确．3．A 、B 两球质量相同，静止在倾角为30°的斜面上．两球之间拴接有轻弹簧．A 球与挡板接触，B 球通过细线与斜面顶端相连，细线绷紧，系统处于静止状态．则撤去挡板瞬间( )A ．弹簧弹力一定变大B ．细线拉力一定变大C ．A 球一定处于失重状态D ．B 球一定处于平衡状态解析：D 开始时，弹簧可能处于压缩状态，则撤去挡板瞬间，小球A 向下运动，弹簧伸长，弹力变小，则绳的拉力增大，选项A 错误；若开始时弹簧处于伸长状态，且挡板的弹力为零，则撤去挡板瞬间，A 球仍静止，不是处于失重状态，选项B 、C 错误；B 球被细线拉住，一定处于平衡状态，选项D 正确．视角3：弹簧模型中的动力学和能量问题4．如图所示，有一倾角为θ＝37°的粗糙硬杆，其上套一底端固定且劲度系数为k ＝10 N/m 的轻弹簧，弹簧自然伸长时上端在Q 点，弹簧与杆间摩擦忽略不计．一个质量为m ＝5 kg 的小球套在此硬杆上，从P 点由静止开始滑下，经过t ＝2 s 后，P 与弹簧自由端Q 相碰，PQ 间的距离L ＝4 m ，弹簧的弹性势能与其形变量x 的关系为E p ＝12kx 2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2.求： (1)小球与硬杆之间的动摩擦因数μ；(2)小球向下运动过程中速度最大时弹簧的弹性势能．解析：小球做匀加速直线运动，根据运动学公式和牛顿第二定律即可求出动摩擦因数；当小球加速度为零时，速度最大，根据平衡条件求出压缩量，再根据E p ＝12kx 2求出速度最大时弹簧的弹性势能．(1)小球由静止做匀加速直线运动，则有：L ＝12at 2， 解得：a ＝2 m/s 2.根据牛顿第二定律得：mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma解得：μ＝0.5.(2)当小球加速度为零时，速度最大即有：mg sin 37°＝μmg cos 37°＋kx解得：x ＝1 m所以弹性势能为：E p ＝12kx 2＝12×10×12 J ＝5 J. 答案：(1)0.5 (2)5 J5．(多选)如图甲所示，倾角为θ＝30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上．一质量为m 的小球，从离弹簧上端一定距离的位置由静止释放，接触弹簧后继续向下运动．小球运动的v -t 图象如图乙所示，其中OA 段为直线段，AB 段是与OA 相切于A 点的平滑曲线，BC 是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g .关于小球的运动过程，下列说法正确的是( )A ．小球在tB 时刻所受弹簧的弹力等于12mg B ．小球在t C 时刻的加速度大于12g C ．小球从t C 时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点D ．小球从t A 时刻到t C 时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 解析：ABC 小球在t B 时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，即此时F 弹＝mg sin 30°＝12mg ，故A 正确；由题意可知，t A 时刻小球刚好与弹簧接触且弹簧无形变，此时小球的加速度a A ＝12g ，由图乙可知，A 点图线斜率的绝对值小于C 点图线斜率的绝对值，分析可知小球在t C 时刻的加速度大于12g ，故B 正确；整个过程中，弹簧和小球组成的系统机械能守恒，故小球从C 点释放能到达原来的释放点，故C 正确；小球从t A 时刻到t C 时刻的过程中，由系统机械能守恒知小球重力势能的减少量与动能的减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量，故D 错误．视角4：弹簧模型中的动量问题6．如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m 的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上．弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m 的物块从槽高h 处开始自由下滑，下列说法错误的是( )A ．在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒B ．在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒C ．物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能E p ＝23mgh D ．物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为 2gh 3解析：D 物块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故A 正确；物块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故B 正确；设物块到达水平面时速度大小为v 1，槽的速度大小为v 2，且可判断物块速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在物块下滑过程中，槽和物块组成的系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m v 1－2m v 2＝0，由机械能守恒定律得：mgh ＝12m v 21＋12·2m v 22，由以上两式解得：v 1＝2 gh 3，v 2＝ gh 3，物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块离开弹簧时速度大小与物块接触弹簧前的速度大小相等，v ＝v 1＝2gh 3，故D 错误；物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律可知，最大弹性势能E p ＝12m v 21＝2mgh 3，故C 正确． 7．(多选)如图所示，连接有轻弹簧的物块a 静止于光滑水平面上，物块b 以一定初速度向左运动．下列关于a 、b 两物块的动量p 随时间t 的变化关系图象，合理的是( )解析：BCD b与弹簧接触后，弹力慢慢增大，故两物块的加速度一定先增大后减小，故A不正确；b与弹簧接触后，压缩弹簧，b做减速运动，a做加速运动，且在运动过程中系统的动量守恒，如果b的质量较小，可能出现b反弹的现象，故B正确；由B中分析可知，两物块满足动量守恒定律，并且如果a、b两物块的质量相等，则可以出现C中的运动过程，故C正确；由B中分析可知，两物块满足动量守恒定律，如果a的质量很小，可能出现D中的运动过程，故D正确．。
高考物理一轮复习讲义：专题25 动量守恒定律及应用二“滑块-弹簧”模型
高三一轮同步复习专题25 动量守恒定律及应用二——“滑块-弹簧”模型【模型归纳】【典例分析】例1、如图所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块甲、乙连接，静止在光滑的水平面上。
现在使甲瞬时获得水平向右的速度v0=5m/s，当甲物体的速度减小到1m/s 时，弹簧最短。
下列说法正确的是（）A．紧接着甲物体将开始做减速运动B．紧接着甲物体将开始做加速运动C．甲乙两物体的质量之比m1∶m2=1∶3D．甲乙两物体的质量之比m1∶m2=1∶4【变式训练1】如图所示，质量为m1=2 kg的小球P从离水平面高度为h=0.8m的光滑斜面上滚下，与静止在光滑水平面上质量为m Q=2kg的带有轻弹簧的滑块Q碰撞，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．P球与滑块Q碰撞前的速度为5m/sB．P球与滑块Q碰撞前的动量为16kg·m/sC．它们碰撞后轻弹簧压缩至最短时的速度为2m/sD．碰撞过程中动能守恒【变式训练2】如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。
现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（）A．在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态B．从t3到t4时刻弹簧由伸长状态恢复到原长C ．两物体的质量之比为12:1:3m m =D ．在t 2时刻A 与B 的动能之比为12:1:8k kE E =【变式训练3】如图所示，质量为m 1=0.95kg 的小车A 静止在光滑地面上，一质量为m 3=0.05kg 的子弹以v 0=100m/s 的速度击中小车A ，并留在其中，作用时间极短。
一段时间后小车A 与另外一个静止在其右侧的，质量为m 2=4kg 的小车B 发生正碰，小车B 的左侧有一固定的轻质弹簧，碰撞过程中，弹簧始终未超弹性限度，则下列说法错误的是（ ）A ．小车A 与子弹的最终速度大小为3m/sB ．小车B 的最终速度大小为2m/sC ．弹簧最大的弹性势能为10JD ．整个过程损失的能量为240J【变式训练4】如图所示，质量M=4kg 的滑板B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C 到滑板左端的距离L=0.5m 这段滑板与木块A （可视为质点）之间的动摩擦因数μ=0.2，而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板上表面光滑。
弹簧问题总结高考 高考弹簧问题及应对策略
弹簧问题总结高考高考弹簧问题及应对策略轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻弹簧为载体，设置一定的物理情景，可以考查弹力的概念，牛顿第二定律及变力做功等知识点。
在这些知识点中弹簧与其关联物之间总存在力、运动状态和能量的联系，对学生的要求较高，有较高的区分度，因此成为高考的热点难点。
本人在多年高手教学中摸索出一些经验，应对高考中的弹簧问题主要从以下几个方面：一.弹簧的形变量与物体的运动相联系这类题的考查主要是要求学生弹簧状态的改变中找到物体运动的距离，从弹力的变化中找出物体的加速度变化情况，确定速度的变化情况。
应对策略①弹簧的形变量与物体的运动距离密切相连，如果弹簧的初末状态均为压缩（伸长）压缩量为x1、x2,弹簧一端的物体运动距离x=x1－x2或x=x2－x1,如果弹簧的初末状态一个为压缩，一个为伸长，则弹簧一端的运动物体运动距离x=x1+x2。
②物体的运动引起弹簧弹力的改变，对物体应用牛顿第二定律或平衡条件分析物体的速度变化情况。
例1.（2005年全国理综III卷）如图所示，在倾角为θ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。
系统处一静止状态，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：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令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时A的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知：mgsinθ=kx1①kx2=mBgsinθ②F－mAgsinθ－kx2=mAa③得由题意d=x1+x2⑤由①②⑤式可得二.弹簧的瞬时问题这类题的考查主要针对弹簧两端都有物体时弹簧的弹力不能发生突变，即弹簧形变瞬间不发生变化，弹力不变。
应对策略:一个力发生变化的瞬间，弹簧的弹力大小方向都不变，绳的弹力杆的弹力瞬间发生变化，正确的受力分析后根据牛顿第二定律求解。
高考物理弹簧问题专题 (2)
弹簧问题专题一、弹簧弹力大小问题弹簧弹力的大小可根据胡克定律计算（在弹性限度内），即F=kx ，其中x 是弹簧的形变量（与原长相比的伸长量或缩短量，不是弹簧的实际长度）。
高中研究的弹簧都是轻弹簧（不计弹簧自身的质量）。
不论弹簧处于何种运动状态（静止、匀速或变速），轻弹簧两端所受的弹力一定等大反向。
证明如下：以轻弹簧为对象，设两端受到的弹力分别为F 1、F 2，根据牛顿第二定律，F 1+F 2=ma ，由于m =0，因此F 1+F 2=0，即F 1、F 2一定等大反向。
弹簧的弹力属于接触力，弹簧两端必须都与其它物体接触才可能有弹力。
如果弹簧的一端和其它物体脱离接触，或处于拉伸状态的弹簧突然被剪断，那么弹簧两端的弹力都将立即变为零。
在弹簧两端都保持与其它物体接触的条件下，弹簧弹力的大小F=kx 与形变量x 成正比。
由于形变量的改变需要一定时间，因此这种情况下，弹力的大小不会突然改变，即弹簧弹力大小的改变需要一定的时间。
（这一点与绳不同，高中物理研究中，是不考虑绳的形变的，因此绳两端所受弹力的改变可以是瞬时的。
）例1．质量分别为m 和2m 的小球P 、Q 用细线相连，P 用轻弹簧悬挂在天花板下，开始系统处于静止。
下列说法中正确的是A ．若突然剪断细线，则剪断瞬间P 、Q 的加速度大小均为gB ．若突然剪断细线，则剪断瞬间P 、Q 的加速度大小分别为0和gC ．若突然剪断弹簧，则剪断瞬间P 、Q 的加速度大小均为gD ．若突然剪断弹簧，则剪断瞬间P 、Q 的加速度大小分别为3g 和0例2．如图所示，小球P 、Q 质量均为m ，分别用轻弹簧b 和细线c 悬挂在天花板下，再用另一细线d 、e 与左边的固定墙相连，静止时细线d 、e 水平，b 、c 与竖直方向夹角均为θ=37º。
下列判断正确的是A ．剪断d 瞬间P 的加速度大小为0.6gB ．剪断d 瞬间P 的加速度大小为0.75gC ．剪断e 前c 的拉力大小为0.8mgD ．剪断e 后瞬间c 的拉力大小为1.25mg二、临界问题两个相互接触的物体被弹簧弹出，这两个物体在什么位置恰好分开？这属于临界问题。
高中物理弹簧问题专题
弹簧类问题的研究一、命题趋向与考点轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高考卷面均有所见，引起足够重视。
二、知识概要与方法㈠弹簧问题的处理办法1．弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力。
当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应。
在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化。
2．因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变。
因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变。
3．在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点：W k = —（21kx 22 —21kx 12），弹力的功等于弹性势能增量的负值。
弹性势能的公式E p =21kx 2，高考不作定量要求，可作定性讨论。
因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。
㈡弹簧类问题的分类1．弹簧的瞬时问题弹簧的两端都有其他物体或力的约束时，使其发生形变时，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。
2．弹簧的平衡问题这类题常以单一的问题出现，涉及到的知识是胡克定律，一般用f =kx 或△f =k △x 来求解。
3．弹簧的非平衡问题这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。
4．弹力做功与动量、能量的综合问题在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，一般以综合题出现。
有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起。
高考物理一轮复习 弹簧问题训练(含解析)新人教版.doc
弹簧问题李仕才1. 如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹簧相连，在拉力F 作用下，以加速度a 做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F ，此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2，则（ ）A. a 1＝a 2＝0B. a 1＝a ，a 2＝0C. a 1＝211m m m +a ，a 2＝212m m m +a D. a 1＝a ， a 2＝－21m m a2. 如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为30 N ，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为2 kg 的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为15N ，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为10N ，这时小车运动的加速度大小是（）A. 1 m/s2B. 3 m/s2C. 5 m/s2D. 7 m/s23. 如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小球用细线连接，上面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m和2m，在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度为（取向下为正方向）（）A. 0，gB. －g，gC. －2g，gD. 2g,04. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计构造和原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连；滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导，设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O 点的距离为x ，则这段时间内导弹的加速度（ ）A. 方向向左，大小为m kxB. 方向向右，大小为mkx C. 方向向左，大小为m kx 2 D. 方向向右，大小为mkx 2 5. 质量均为m 的A 、B 两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上，A 紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F 将B 球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力F 撤去，此瞬间 （ ）A. A 球的加速度为m F 2 B. A 球的加速度为零 C. B 球的加速度为m F 2 D. B 球的加速度为mF6. 如图（a）所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图（b）所示（g＝10m/s2），则下列结论正确的是（）A. 物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B. 弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC. 物体的质量为3 kgD. 物体的加速度大小为5 m/s2弹簧问题尽在掌握专项练习参考答案1. D 解析：两物体在光滑的水平面上一起以加速度a 向右匀加速运动时，弹簧的弹力F 弹＝m 1a ，在力F 撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m 1a ，因此对A 来讲，加速度此时仍为a ，对B 物体：取向右为正方向，－m 1a ＝m 2a 2，a 2＝－21m m a ，所以只有D 项正确。
高三物理专题复习弹簧专题
弹 簧 专 题一、轻质弹簧的特点1、图示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计。
平衡时各弹簧的弹力分别为F 1、F2、F 3,则其大小关系是( A )。
A .F 1=F 2=F 3B .F 1=F 2<F 3C .F 1=F 3>F 2D .F 3>F 1>F 22、如图所示，甲、乙两物体分别固定在一根弹簧的两端，并放在光滑水平的桌面上，两物体的质量分别为m 1和m 2 ，弹簧的质量不能忽略．甲受到方向水平向左的拉力F l 作用，乙受到水平向右的拉力F 2作用．下列说法正确的是( A )A ．只要F l ＜F 2， 甲对弹簧的拉力就一定小于乙对弹簧的拉力B ．只要m l ＜m 2，甲对弹簧的拉力就一定小于乙对弹簧的拉力C ．必须F l ＜F 2且m l ＜m 2 ，甲对弹簧的拉力才一定小于乙对弹簧的拉力D ．不论F l 、F 2及m l ＜m 2的大小关系如何，甲对弹簧的拉力都等子乙对弹簧的拉力3、如图1所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上。
②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用。
③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动。
④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。
若认为弹簧的质量都为零，以l 1、l 2、l 3、l 4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）① ② ③ ④A. B. C. D.4(1)、(多选)如图所示,物块a 、b 和c 的质量相同,a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连,通过系在a 上的细线悬挂于固定点O 。
整个系统处于静止状态。
现将细绳剪断。
将物块a 的加速度的大小记为a 1,S 1和S 2相对原长的伸长量分别记为Δl 1和Δl 2,重力加速度大小为g 。
在剪断细绳的瞬间,( AC )。
A .a1=3gB .a 1=0C . Δl 1=2Δl 2D .Δl 1=Δl 24(2)、如图所示，质量为m 的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为( B )A ．0B ．233gC ．gD ．33g4(3)、用细绳拴一个质量为m 的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x (小球与弹簧不拴连)，如图所示．将细绳剪断后( CD )．A ．小球立即获得kx m 的加速度B ．小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动C ．小球落地的时间等于 2hg D ．小球落地的速度大于2gh4(4)、如图所示，物块B 和C 分别连接在轻质弹簧两端，将其静置于吊篮A 的水平底板上，已知A 、B 和C 三者质量相等，且均为m ，并知重力加速度为g ，那么将悬挂吊篮的轻绳烧断的瞬间，则吊篮A 、物块B和C 的加速度a A 、a B 、a C 分别为多少？5、如图所示,一质量为m 的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上。
高考物理一轮复习 精选题辑 课练7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系-人教版高三全册物理试题
课练7 实验探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系验证力的平行四边形定如此1.如下是某小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验中准备完成的实验步骤．请你帮该小组按操作的先后顺序用字母排列出来：________.A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，作出F—x 图线．B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0.C．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码D．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺．E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．F．解释函数表达式中常数的物理意义．答案：DBCAEF解析：第一步，安装实验装置，为D；第二步，记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0，以便计算弹簧的伸长量，为B；第三步，依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码，为C；第四步，画出图象，为A；第五步，写出关系式，为E；最后，解释函数表达式中常数的物理意义，为F.所以步骤为DBCAEF.2．某同学利用如图a所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验．(1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图c所示时，该弹簧的长度x＝________cm.答案：(1)4 25 (2)16解析：(1)如果以弹簧长度x为横坐标，弹力大小F为纵坐标，作出F－x图象，那么图象与横轴的截距表示弹簧的原长，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图象可知，该弹簧的原长x 0＝4 cm ，劲度系数k ＝ΔF Δx＝25 N/m ；(2)弹簧秤的读数表示弹力的大小，即F ＝3.0 N ，所以该弹簧的长度x ＝x 0＋F k＝16 cm.3．某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L ，把L －L 0作为弹簧的伸长量x ，钩码重力作为弹力F .这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是如下图象中的( )答案：C解析：考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x ≠0，应当选C.4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进展测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G 与弹簧总长L 的关系图象，如下列图．根据图象回答以下问题．(1)弹簧的原长为________．(2)弹簧的劲度系数为________．(3)分析图象，总结出弹簧弹力F 与弹簧总长L 之间的关系式为________．答案：(1)10 cm (2)1 000 N/m(3)F ＝1 000(L －0.10) (N)(L 的单位为m)解析：钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律F ＝kx ＝k (L －L 0)，图线在横轴上的截距表示弹簧的原长，斜率表示弹簧的劲度系数，故L 0＝10 cm ，k ＝4014－10×10－2 N/m ＝1 000 N/m ，即F ＝1 000(L －0.10) (N)(L 的单位为m)5．在“探究求合力的方法〞的实验中，(1)本实验采用的科学方法是 ( )A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法(2)其中的两个步骤是：①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧测力计的读数F1和F2.②只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时伸长量一样，记下此时弹簧测力计的读数F和细线的方向．以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏之处：在①中是________________________________________________________________________；在②中是________________________________________________________________________．(3)在做“互成角度的两个力的合力〞的实验中，用M、N两个弹簧测力计拉橡皮条的结点使其位于O处，此时α＋β＝90°，如下列图；然后保持M的读数不变，当α角由图中所示的值减小时，要使结点仍在O处，可采用的方法是( )A．增大N的读数，减小β角B．减小N的读数，减小β角C．减小N的读数，增大β角D．增大N的读数，增大β角答案：(1)B (2)①没有记录两个弹簧测力计(或者力、细线)的方向②没有将结点再次拉至O点(3)B解析：(1)在“探究求合力的方法〞的实验中，所用的科学方法是等效替代法，选项B正确．(2)①中只记录了弹簧测力计示数的大小，没有标出弹簧测力计的方向；②中只用一个力拉时，应该让它与两个力拉时的效果一样，即忘记了将结点再次拉至O点．(3)根据题意，要使结点仍在O处，说明合力仍是不变的，M的大小不变，夹角α减小，由图可知，只能减小N的读数，减小β角的大小，选项B正确．6．(1)如图甲为“探究求合力的方法〞的实验装置．小张同学在实验中用a、b两弹簧测力计拉橡皮条，如图甲所示．他在实验操作中除了所用细绳套太短外，至少还有一处错误，请你帮他找出错误之处为______________________．(写出一条即可)(2)小张同学修正错误后，重新进展了测量，在测量时，左、右两只弹簧测力计的读数如图乙所示，如此左弹簧测力计的读数是________N，右弹簧测力计的读数是________N．假设两根细线的夹角为90°，请你帮他在所给的方格纸(如图丙)上按作图法的要求画出这两个力与它们的合力．(3)小张同学实验后发现用一个弹簧测力计也能完成这个实验，请问他这个想法是否可行？________(填“是〞或“否〞)．答案：(1)a弹簧测力计所用拉力太大，或b弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致(2)2.74 3.28 如图解析所示(3)是解析：(1)在该实验中，要正确测量弹力的大小和方向，同时作的平行四边形要大小适中，不能太小，以免增大误差，该同学在实验中的操作错误或不妥之处有：b弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致；a弹簧测力计的拉力太大，用一只弹簧测力计再次实验时可能会超量程．(2)左弹簧测力计的读数是2.74 N，右弹簧测力计的读数是3.28 N．合力的图示如下列图．(3)用一个弹簧测力计也能完成这个实验是可行的，两个分力先后两次测，用弹簧测力计拉其中一个细绳套时，用手拉另一个细绳套，保持结点位置不动，交换测量．7．某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定如此，设计了如下实验：(1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上M点，在橡皮筋的中点O再用细线系重物，自然下垂，如图甲所示；(3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的N点，如图乙所示．为完成实验，下述操作中必需的是( )A．橡皮筋两端连接的细线长度必须一样B．要测量图甲中橡皮筋Oa的长度和图乙中橡皮筋Oa、Ob的长度C．M、N两点必须在同一高度处D．要记录图甲中O点的位置与过O点的竖直方向E．要记录图乙中结点O的位置，过结点O的竖直方向与橡皮筋Oa、Ob的方向答案：BE解析：橡皮筋两端连接的细线长度不用必须一样，M、N两点可以不在同一高度处，不需要记录图甲中O点的位置与过O点的竖直方向．由于已经测出橡皮筋的原长，只需要测量图甲中橡皮筋Oa的长度和图乙中橡皮筋Oa、Ob的长度，需要记录图乙中结点O的位置，过结点O的竖直方向与橡皮筋Oa、Ob的方向．操作中必需的是B、E.8．某同学利用弹簧测力计和刻度尺来探究一条橡皮筋弹力和伸长量之间的关系，实验时使用了一条拉伸后粗细会明显变化的橡皮筋 .(1)图甲中弹簧测力计的示数为________N；(2)该同学将实验数据画在坐标纸上，如图乙所示，根据实验结果，如下说法正确的答案是 ( )A ．数据点根本分布在一条直线上，说明橡皮筋的弹力与形变量的关系遵循胡克定律B ．该橡皮筋形变量越大，越容易拉伸C ．橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化可能是由橡皮筋横截面大小(粗细)变化引起的D ．橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化肯定是该同学的实验操作不规范引起的答案：(1)1.30 (2)BC解析：(1)弹簧测力计的分度值是0.05 N ，指针示数为1.30 N.(2)根据图象可知图线不是严格的直线，图线发生了弯曲，这种情况可能是橡皮筋粗细不均匀造成的，A 、D 错误，C 正确；橡皮筋形变量越大，弹力越大，但是ΔF Δx的值越小，B 正确．9.某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系．实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P 0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0；挂有质量为0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为x .测量结果与局部计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，重力加速度g 取9.80 m/s 2)．实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)将表中数据补充完整：①________，②________.P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 x 0(cm)2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x (cm)2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n10 20 30 40 50 60 k (N/m)163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 1k (m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图(b)给出的坐标系上画出1k—n 图象．(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点．假设从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，如此弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________N/m.答案：(1)①81.7 ②0.012 2 (2)见解析(3)1.75×103n (在1.67×103n ～1.83×103n之间均可) 解析：(1)根据P 2的示数可知，P 2局部的原长为4.06 cm ，拉伸后的长度为5.26 cm ，根据胡克定律可得，k ＝F Δx ＝0.100×9.85.26－4.06×10－2＝81.7(N/m)，倒数为181.7＝0.012 2(N/m)． (2)根据表中的数据画出图象，如下列图．(3)由图线可得其斜率为0.034 7－0.006 160－10＝0.000 572，故直线满足1k＝0.000 572n ，即k ＝1.75×103nN/m.刷题加餐练刷高考真题——找规律1．(2017·新课标全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定如此〞实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示局部之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定如此画出它们的合力F合；图(a)图(b)(ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．假设F合与拉力F的大小与方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，如此该实验验证了力的平行四边形定如此．答案：(1)4.0 (2)图见解析 4.0 0.05解析：(1)由题图可知，F的大小为4.0 N；(2)(ⅰ)根据题意画出F1、F2的图示，如下列图，F1用长为21 mm的线段表示，F2用长为28 mm的线段表示；(ⅱ)根据图示，测得合力F合的长度为20 mm，如此F合的大小为4.0 N，利用作图法可得，F合与F夹角的正切值为0.05.2．(2016·浙江卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如如下图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法〞实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：(1)假设弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是__________ N(图2中所示)，如此弹簧秤b的读数可能为__________ N.(2)假设弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，如此弹簧秤a的读数__________、弹簧秤b的读数__________(填“变大〞、“变小〞或“不变〞)．答案：(1)3.00～3.02 3.9～4.1(有效数字不作要求)(2)变大变大解析：(1)根据胡克定律，弹簧OC伸长1.00 cm时弹簧的弹力F c＝kΔx＝500×1.00×10－2 N ＝5.00 N；由图2可知弹簧秤a的读数F a＝3.00 N，根据勾股定理，F2a＋F2b＝F2c，解得F b＝4.00 N.(2)改变弹簧秤b与OC的夹角时，由于保持弹簧伸长1.00 cm不变，因而F a与F b的合力F保持不变，根据平行四边形定如此，F a、F b合成的平行四边形如下列图(▱OAC′B)，当弹簧秤b与OC的夹角变小时，其力的合成的平行四边形为▱OA′C′B′，由图可知a、b 两弹簧秤的示数都将变大．3．(2015·福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验．(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________ cm.(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，如下选项中规范的做法是________．(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________________．答案：(1)6.93 (2)A (3)超过弹簧的弹性限度解析：(1)Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm.(2)应逐一增挂钩码，不能随意增减，A项正确．(3)弹簧下端钩码对弹簧的拉力过大，使弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度，弹簧的伸长量不再是线性变化．4．(2015·四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个一样钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________．作出F—x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．答案：25.85 0.98 弹簧原长解析：刻度尺的最小分度值是1 mm，读数要估读到0.1 mm，所以读数是25.85 cm.两个钩码的重力G2＝2mg＝2×50×0.001×9.8 N＝0.98 N，所以弹簧弹力F2＝0.98 N．弹簧的伸长量＝弹簧长度－弹簧的原长，所以需要测量不挂钩码时弹簧的长度，即需要测量弹簧的原长．刷仿真模拟——明趋向5．(2018·海淀区模拟)某同学在做“验证力的平行四边形定如此〞的实验时，实验情况如下列图，在平整的木板上钉上一张白纸，用图钉将橡皮条的一端固定在A点，OB和OC 为细绳，O点为橡皮条与细绳的结点．用两个弹簧测力计分别拉细绳DB和OC，使橡皮条伸长一定的长度，并记下橡皮条与细绳的结点被拉至的位置；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点被拉至同一位置．如下因素对实验结果的准确性没有影响的是( ) A．OB绳和OC绳之间夹角的大小B．OB绳和OC绳与木板平面是否平行C．两个弹簧测力计拉力的大小D．弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况答案：D解析：OB绳和OC绳之间夹角大小要适当，太大或者太小对实验结果的准确性都有影响，选项A错误；OB绳和OC绳与木板平面必须平行，否如此会造成实验误差，对实验结果的准确性有影响，选项B错误，两个弹簧测力计拉力的大小要适当，否如此会造成实验误差，对实验结果的准确性有影响，选项C错误；弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况，对弹簧测力计的读数无影响，故对实验结果的准确性没有影响，选项D正确．6．(2018·河南洛阳一模)某物理兴趣小组在“验证平行四边形定如此〞的实验中，找到两条劲度系数一样的橡皮筋(遵循胡克定律)和假设干小重物，以与刻度尺、三角板、铅笔、白纸、钉子，设计了如下列图实验，将两条橡皮筋的一端用细绳连接于结点O，两条橡皮筋的另一端分别挂在墙上的钉子A与重物C上，同时用一条细绳一端与结点O相连，另一端用钉子B固定在墙上．(1)为完成该实验，下述操作中不必要的是________________________________________________________________________．A．记录细绳OB的位置B．测量每条橡皮筋的伸长量C．记录悬挂重物后结点O的位置D．测量细绳OB的长度(2)为了减小实验误差，以下采取的措施必要的是________．A．两橡皮筋必须等长，粗细一样B．每条橡皮筋的伸长量应尽可能大C．细绳、橡皮筋都应与竖直墙面平行D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳或橡皮筋方向的两点要适当远些答案：(1)D (2)CD解析：(1)实验时要记录细绳OB的位置，从而记录力的方向，选项A有必要；测量每条橡皮筋的伸长量，从而计算力的大小，选项B有必要；记录悬挂重物后结点O的位置，选项C有必要；没必要测量细绳OB的长度，选项D没必要，应当选D.(2)两橡皮筋等长、粗细一样，对减小实验误差没有作用，故A错误；每条橡皮筋的伸长量不能太大，也不能太小，故B错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验误差，操作中要求细绳和橡皮筋都应与竖直墙面平行，故C正确；为了更加准确地记录力的方向，标记同一细绳或橡皮筋方向的两点要适当远些，故D正确．7．(2018·山西太原质检)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验中，所用实验装置如图甲所示，所用钩码质量均为30 g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在表中．实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2.(1)根据实验数据在图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线.钩码质量/g 0306090120150弹簧总长度/cm 6.007.008.009.0010.0011.00(2)该弹簧的自然长度为________cm ；劲度系数k ＝________N/m.(3)假设该弹簧所能承受的最大拉力(超过此值就不是弹性形变)为10.2 N ，如此弹簧的最大长度为L m ＝________cm.(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 答案：(1)如下列图(2)6 30 (3)40 (4)弹簧被压缩1 cm 时的弹力为0.3 N解析：(2)作出的F －L 图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F ＝0时弹簧的长度，即弹簧的自然长度，由图知为6 cm ；图线的斜率即为弹簧的劲度系数k ＝ΔF Δx＝30 N/m.(3)由图象可以得出图线的数学表达式为F ＝30L －1.8(N)，所以当弹簧弹力为10.2 N 时弹簧长度最大，即L m ＝0.4 m ＝40 cm.(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm 时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm ，即表示弹簧被压缩1 cm 时的弹力为0.3 N.刷最新原创——抓重点8．某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度h ＝0.25 m 、开口向右的小筒中，如图甲所示．(弹簧的原长经筒短些)，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l ，现要测出弹簧的原长l 0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l 并记下弹力F ，作出F －l 图线如图乙所示．(1)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比拟，优点在于：________________________________________________________________________.(2)弹簧的劲度系数为________ N/m.(3)弹簧的原长l 0＝________m.答案：(1)防止弹簧自身重力对实验的影响 (2)100(3)0.15解析：(2)根据题图乙结合数学知识可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比．设弹簧的原长为l 0，如此根据胡克定律有F ＝k (h －l 0＋l )＝kl ＋k (h －l 0)，由此可知，图象的斜率大小表示劲度系数，故k ＝100 N/m.(3)当l ＝0时，F ＝10 N ，代入数据可解得l 0＝0.15 m.9．某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度)，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为L 0的橡皮筋的上端固定在O 点，下端挂一重物．用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N 点，静止时记录下N 点的位置a ，请回答：(1)假设拉力传感器显示的拉力大小为F ，用刻度尺测量橡皮筋ON 的长为L 与N 点与O 点的水平距离为x ，如此橡皮筋的劲度系数为________(用所测物理量表示)．(2)假设换用另一根原长一样的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N 点的位置b ，发现O 、a 、b 三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，如此如下说法中正确的答案是________．A ．第二次拉力传感器显示的拉力示数较大B ．两次拉力传感器显示的拉力示数一样C ．第二次所用的橡皮筋的劲度系数小D ．第二次所用的橡皮筋的劲度系数大答案：(1)FL x L －L 0(2)BC解析：(1)令橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为G ，结点N 在竖直拉力(重物重力G )、橡皮筋拉力T 和水平拉力F 作用下处于平衡状态，满足图示关系，如此sin θ＝F T，而sin θ＝xL ，T ＝k (L －L 0)，联立得k ＝FL x L －L 0.(2)由受力图知 F ＝G tan θ，两次中G 、θ均一样，所以两次拉力传感器显示的拉力示数一样，A 错，B 对；同理，两次橡皮筋的拉力也一样，而橡皮筋的原长一样，第二次的伸长量长，由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C 对，D 错．10．如下列图，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解．A 、B 为两个一样的双向力传感器，该类型传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．B 固定不动并通过光滑铰链连接一直杆，A 可沿固定的圆弧形轨道(圆心在O 点)移动，A 连接一不可伸长的轻绳，轻绳另一端系在杆右端O 点构成支架，实验时始终保持杆在水平方向，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，计算结果保存一位有效数字．操作步骤如下：①测量轻绳与水平杆的夹角θ；②对两个传感器进展调零； ③用另一根轻绳在O 点悬挂一钩码，记录两个传感器的读数；④取下钩码，移动A ，改变θ角；⑤重复上述实验步骤，得到的数据记录在表格中.F 1/N2.001 1.155 … 1.156 2.002 F 2/N－1.733 －0.578 … 0.579 1.734 θ 30° 60° … 120° 150°(1)根据表格数据可得，A 对应的是表中力________(选填“F 1〞或“F 2〞)，钩码质量为________kg.挂上钩码后，A 沿固定轨道移动过程中轻绳AO 拉力的最小值为________N.(2)每次改变θ角后都要对传感器进展调零，此操作目的是________．A ．因为事先忘记调零B ．何时调零对实验结果没有影响C ．可以完全消除实验的误差D ．消除直杆自身重力对结果的影响答案：(1)F 1 0.1 1 (2)D解析：(1)由表格数据可知，F 1都是正值，传感器受到的都是拉力，因绳子只能提供拉力，故A 对应的是表中力F 1.当θ＝30°时，对点O 受力分析有F 1sin30°＝mg ，解得m ＝0.1kg，当AO方向竖直时，拉力最小，如此最小值为F＝mg＝1 N．(2)本实验中屡次对传感器进展调零，是为了消除直杆自身重力对结果的影响，故D正确．。
高三物理一轮复习微专题 轻弹簧模型
高三物理一轮复习考点扫描微专题轻弹簧模型模型解读一、轻弹簧的弹力特点1.弹簧弹力的大小与弹簧形变量成正比，方向与形变量方向相反。
2.轻弹簧各个部分受到的力大小是相同的，两端所受的弹力一定等大反向。
不论轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的弹力大小是相同的。
3.弹簧测力计的原理：弹簧秤的弹簧上任意位置弹力大小就是弹簧秤的示数，也就是说弹簧秤的示数等于弹簧上任一端所受拉力的大小。
4.弹簧弹力不能突变。
例1：四个完全相同的弹簧都处于水平位置，如图所示，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。
若认为弹簧的质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）A．L2＞L1 B．L4＞L3 C．L1＞L3 D．L2＝L4变式．如图所示，倾角为a的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。
现将质量分别为M、m（M>m）的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。
两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。
在a角取不同值的情况下，下列说法正确的有（A）两物块所受摩擦力的大小总是相等（B）两物块不可能同时相对绸带静止（C）M不可能相对绸带发生滑动（D）m不可能相对斜面向上滑动例2：如图所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一重物质量为m，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的读数为()A.mg；B. ；C.；D.练习：如图所示，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，施加水平方向的力F1、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．例3：(多选) 如图所示，将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。
高中物理 弹簧问题
高中物理弹簧问题弹簧问题是物理学中常见的问题之一。
轻弹簧是指不考虑弹簧本身质量和重力的弹簧，是一个理想模型，可以充分拉伸和压缩。
无论弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向，合力恒等于零。
弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。
弹簧弹力是由弹簧形变产生的，弹力大小和方向时刻与当时形变对应。
一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置和现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化。
轻弹簧的性质有三点：1、在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的力大小是相同的，其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值；2、两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变，具有缓变特性；有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零；3、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形，拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。
分析弹力时，在未明确形变的具体情况时，要考虑到弹力的两个可能的方向。
弹簧问题的题目类型主要包括弹簧问题受力分析、瞬时性问题和动态过程分析。
在受力分析中，需要找出弹簧系统的初末状态，列出弹簧连接的物体的受力方程，并通过弹簧形变量的变化来确定物体位置的变化。
在瞬时性问题中，需要针对不同类型的物体的弹力特点，对物体做受力分析。
在动态过程分析中，可以采用三点分析法，明确接触点、平衡点和最大形变点，来分析物体的运动情况。
除了以上几种题型，弹簧问题还涉及到动量和能量以及简谐振动的问题。
在解决弹簧问题时，需要注意抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向，合力恒等于零的特点求解，同时要灵活运用整体法隔离法，优先对受力少的物体进行隔离分析。
在解决临界极值问题时，需要考虑弹簧连接物体的分离临界条件和最大最小速度、加速度。
对于分离瞬间的分析，需要采用隔离法，并且需要根据具体条件来判断弹簧是否处于原长状态。
在物体做变加速运动时，加速度等于零时速度达到最大值，速度等于零时加速度达到最大值。
高三物理一轮复习实验二探究弹簧弹力与形变量的关系学案
F．解释函数表达式中常数的物理意义；
G．整理仪器．
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：A________FG.
(3)某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图丙所示的图像．则图像上端为曲线是因为________________________，乙弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留三位有效数字)，若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧__________(选填“A”或“B”)．
考点2、实验拓展与创新
实验仪器的改变
如：用激光测距仪代替刻度尺测量弹簧伸长量等
实验原理的改变
如：根据平衡条件列出等式，根据公式变形得出弹簧的弹力与弹簧的形变量关系
实验目的的改变
如：用“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的装置测量串联后的弹簧的劲度系数等
例2[实验仪器的改变](2022·四川模拟)某同学用图(a)所示装置“探究弹力和弹簧伸长量的关系”．弹簧的上端固定在铁架台的支架上，弹簧的下端固定一水平纸片(弹簧和纸片重力均忽略不计)，激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h.
(4)从上述数据和图线中分析，同学们对这个研究课题提出了下列建议，其中有价值的是()
A．实验中钩码不能挂太多，不能超出弹簧的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
四、课后巩固
1.[数据处理与误差分析](2022·辽宁模拟)几个同学利用如图甲所示的装置探究“弹力和弹簧伸长量的关系”，他们先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度(图中标尺等分刻度只是示意图)，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指的标尺刻度．所得数据列表如下(弹簧弹力始终未超过弹性限度，重力加速度g取10m/s2)：
北京市2017年暑假新高三物理一轮专题复习_弹簧问题
专题 弹簧问题知识导图轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高2016年 第11题 18分 考查弹簧做功与弹性势能问题2014年 第6题 8分 考查弹簧的瞬时性问题模型2013年 第11题 18分 考查弹簧的临界问题及做功问题2011年 第6题 8分 考查弹力的计算及瞬时性问题教学目标1. 通过本节课的学习，让学生加深弹簧问题的几个考点，学会每个考点对应的解题方法。
2. 让学生认识到弹簧问题的共性：不能突变；弹簧问题一定要找到几个临界点。
3. 提升学生综合分析物理问题能力，学会用动量能量的观点解决物理问题。
题型分类及方法点拨类型一 弹簧的伸长量和弹力的计算方法点拨：这类题一般以单一问题出现，涉及到的知识点是胡克定律：F=kx . 解题的主要关键是找弹簧原长位置。
例题1： 如图所示，劲度系数为 k 2 的轻质弹簧竖直固定在桌面上，上端连一质量为 m 的物块，另一劲度系数为 k 1 的弹簧的上端 A 缓慢向上提，当提到下端弹簧的弹力大小恰好等于23mg 时，求 A 点上提的高度。
如图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。
在这过程中下面木块移动的距离为（ ）A.m 1g k 1B.m 2g k 1C.m 1g k 2D.m 2g k 2练习2. 一个长度为 L 的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为 m 的小球时，弹簧的总长度变为 2L 。
现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接，A 、 B 两小球的质量均为 m ，则两小球平衡时，B 小球距悬点 O 的距离为（不考虑小球的大小） ( )A. 3LB. 4LC. 5LD. 6L类型二 瞬时性问题方法点拨：这类问题主要考查弹簧弹力不能发生突变这一特性。
与弹簧相关的机械能守恒问题高三物理一轮复习专题
一.必备知识精讲1．弹簧类问题的突破要点(1)弹簧的弹力大小由形变大小决定，解题时一般应从弹簧的形变分析入手，确定原长位置、现长位置、平衡位置等，再结合其他力的情况分析物体的运动状态。
(2)因软质弹簧的形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变。
因此，在分析瞬间变化时可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变。
(3)在求弹簧的弹力做功或弹簧的弹性势能时，通常可以根据系统的机械能守恒或功能关系进行分析。
2．弹簧类问题的考前须知(1)弹簧处于相同状态时弹性势能相等；(2)在不同的物理过程中，弹簧形变量相等，那么弹性势能的变化量相等。
(3)弹簧的弹性势能增加或减少时，弹簧与其它物体发生了能量的转移或转化。
二.典型例题精讲题型一：弹簧与一物体相连例1：(多项选择)如下图，一轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让小球自由摆下，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，以下说法中正确的选项是( )A．小球的机械能守恒B．小球的机械能减少C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D．小球与弹簧组成的系统机械能守恒答案:BD[解析] 小球由A点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对小球做了负功，所以小球的机械能减少，应选项A错误，B正确；在此过程中，由于有重力和弹簧的弹力做功，所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒，即小球减少的重力势能，等于小球获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，应选项C错误，D正确。
题型二：弹簧与多物体相连例2：(多项选择)如下图，带有挡板的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的倾角为θ＝30°。
质量均为1kg的A、B两物体用轻弹簧拴接在一起，弹簧的劲度系数为5N/cm，质量为2kg的物体C用细线通过光滑的轻质定滑轮与物体B连接。
开始时A、B均静止在斜面上，A 紧靠在挡板处，用手托住C，使细线刚好被拉直，现把手拿开，让C由静止开始运动，从C开始运动到A刚要离开挡板的过程中，以下说法正确的选项是(g取10m/s2) ( )A．初状态弹簧的压缩量为1cmB．末状态弹簧的压缩量为1cmC．物体B、C与地球组成的系统机械能守恒D．物体C克服绳的拉力所做的功为0.2J答案：AD[解析] 初状态时，细线拉力为零，对B受力分析，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力F＝mg sinθ＝kx，解得x＝1cm，A正确；末状态时，对A进行受力分析，弹簧处于伸长状态，弹簧弹力F＝mg sinθ＝kx，解得x＝1cm，B错误；B、C与地球组成的系统，在运动过程中弹簧对系统做功，机械能不守恒，C错误；对A、B、C、弹簧和地球组成的系统由机械能守恒定律得2Mgx－2mgx sinθ＝12(M＋m)v2，对C由动能定理得2Mgx－W＝12Mv2，解得W＝0.2J，D正确。
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专题 弹簧问题知识导图轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高题型分类及方法点拨类型一 弹簧的伸长量和弹力的计算方法点拨：这类题一般以单一问题出现，涉及到的知识点是胡克定律：F=kx . 解题的主要关键是找弹簧原长位置。
例题1： 如图所示，劲度系数为 k 2 的轻质弹簧竖直固定在桌面上，上端连一质量为 m 的物块，另一劲度系数为 k 1 的弹簧的上端 A 缓慢向上提，当提到下端弹簧的弹力大小恰好等于23mg 时，求 A 点上提的高度。
21212木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。
在这过程中下面木块移动的距离为（ ） A.m 1g k 1 B.m 2g k 1 C.m 1g k 2 D.m 2g k 2练习2. 一个长度为 L 的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为 m 的小球时，弹簧的总长度变为 2L 。
现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接，A 、B 两小球的质量均为 m ，则两小球平衡时，B 小球距悬点 O 的距离为（不考虑小球的大小） ( )A. 3LB. 4LC. 5LD. 6L类型二 瞬时性问题 方法点拨：这类问题主要考查弹簧弹力不能发生突变这一特性。
解题的主要关键是剪断（或撤掉）某力前后，弹簧弹力不变。
例题2：如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球.两小球均保持静止.当突然剪断细绳时，上面小球 A 与下面小球 B 的加速度为 ( )A. a A =g , a B =gB. a A =g ，a A =012簧相连，在拉力 F 作用下，以加速度 a 做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力 F ，此瞬间 A 和 B 的加速度为 a 1 和 a 2，则 ( )A. a 1=a 2=0B. a 1=a 、 a 2=0C. a 1=m 1m 1+m 2a 、a 2= m 2m 1+m 2aD. a 1=a 、a 2=-m 1m 2a练习2：如图所示，一质量为 m 的物体系于长度分别为 l 1 和 l 2 的两根细线上，l 1 的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为 θ，l 2 水平拉直，物体处于平衡状态。
（1） 现将 l 2 剪断，求剪断瞬间物体的加速度。
（2） 若将图中的细线 l 1 改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，求剪断 l 2 瞬间物体的加速度。
类型三 临界问题与牛顿运动定律的结合方法点拨：这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的力、加速度、速度和合外力等其它物理量发生变化的情况。
解决这类题主要找临界点（几个特殊位置）：初始位置、原长位置、末位置、两物体恰好分离时等，再结合牛顿运动定律解决问题。
例题3：如图所示，一个弹簧测力计的秤盘和弹簧质量都不计，盘内放有一质量m=12 kg 并处于静止的物体 P ，弹簧劲度系数 k=300 N/m ，现给 P 施加一个竖直向上的力 F ，使 P 从静止开始始终向上作匀加速直线运动，在这过程中，头 0.2 s 内 F 是变力，之后 F 是恒力，则（1） P 作匀加速运动的加速度大小为多少?（2） F 的最小值、最大值分别为多少?（g=10 m/s 2）度、合力的变化情况是 ( )4A. 合力变小，速度变小B. 合力变小，速度变大C. 合力先变小，后变大速度先变大，后变小D. 合力先变小，后变大；速度先变小。
后变大练习2：. 如图所示，在倾角为 θ 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 m 1 和 m 2，弹簧的劲度系数为 k ，C 为一固定挡板．系统处于静止状态。
（1） 弹簧被压缩的长度是多少?（2） 现开始用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动，求当物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的加速度 a ，已知重力加速度为 g 。
类型四 临界问题与弹簧做功的结合方法点拨：这类题主要也是分析几个临界点以及弹簧做功的特点。
在求弹簧做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解。
同时要注意弹力做功的特点：弹力的功等于弹性势能增量的负值。
弹性势能的公式E p =12kx 2 ,高考不作定量要求，可作定性讨论。
因此，在求弹力的功或弹性势能的变化时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。
例题4: 如图所示，劲度系数为k=200 N/m 的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量m=3 kg 的物块 A ，A 放在平台 B 上，平台 B 可以控制 A 的运动，初始时 A 、 B 静止，弹簧处于原长，g 取 10 m/s 2。
控制平台 B 竖直向下运动，保持 A 与 B 一起下降直到分离，求：（1） AB 一起缓慢下降的最大位移x 1 ；（2） 若 B 以 a=5 m/s 2 向下匀加速运动，A 、 B 一起匀加速运动的时间；（3）若 B 以 a=5 m/s 2 向下匀加速运动，从开始运动到 A 、 B 分离的过程中弹簧弹性势能的变化量及 B 对 A 做的功。
练习1： 如图所示，质量M= 4 kg 的物块 B 与质量 m= 2 kg 的物块 A 间用一轻质弹簧连接后，置于一倾角 θ=37 ° 且足够长的固定光滑斜面上，C 为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板，整个装置处于静止状态。
现用一平行于斜面向上、大小恒为 F=60 N 的拉力作用在 A 上并使其沿斜面向上运动，若当物块 B 刚要离开挡板 C 时，物块 A 运动的距离为x=6 m，则（已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取 10 m/s2）( )A. 此时物块 A 动能的增量为360 JB. 该轻弹簧的劲度系数为 4 N/mC. 此时物块 A 的加速度大小为 12 m/s2D. 整个过程中弹簧弹性势能的增加量为 300 J练习2：如图所示，一倾角为θ=30° 的光滑足够长斜面固定在水平面上，其顶端固定一劲度系数为 k=50 N/m 的轻质弹簧，弹簧的下端系一个质量为m=1 kg 的小球，用一垂直于斜面的挡板 A 挡住小球，此时弹簧没有发生形变，若挡板 A 以加速度 a=4 m/s2沿斜面向下匀加速运动，弹簧与斜面始终保持平行，g 取 10 m/s2．求：（1）从开始运动到小球速度达最大时小球所发生位移的大小；（2）从开始运动到小球与挡板分离时所经历的时间；（3）从开始运动到小球与挡板分离时外力对小球的总功．类型五动量与能量的结合方法点拨：在弹力做功的过程中弹力是变力，并与动量、能量联系，一般以综合题出现。
有机的将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量守恒结合在一起。
分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。
例题5 如图所示，在倾角为θ=30°的光滑斜面的底端有一个固定挡板 D，小物体靠在挡板 D 上，小物体 B 与 C 用轻质弹簧拴接。
当弹簧处于自然长度时，B 在点；当 B静止时，B 在 M 点，OM= l。
在 P 点还有一小物体 A，使 A 从静止开始下滑，A 、 B 相碰后一起压缩弹簧。
A 第一次脱离 B 后最高能上升到 N 点，ON=1.5 l。
B 运动还会拉伸弹簧，使 C 物体刚好能脱离挡板 D。
A 、 B 、 C 的质量都是 m，重力加速度为 g。
求（1）弹簧的劲度系数（2）弹簧第一次恢复到原长时 B 速度的大小练习1：如图所示，A 、 B 、 C 是三个完全相同的物块，质量均为 m，其中物块 A 、 B 用轻弹簧相连，将它们竖直放在水平地面上处于静止状态，此时弹簧的压缩量为 x0。
已知重力加速度为 g，物块的厚度及空气阻力均可忽略不计，且在下面所述的各过程中弹簧形变始终在弹性限度内。
（1）若用力将物块 A 竖直向上缓慢提起，使物块 B 恰好能离开水平地面，求此过程中物块 A 被提起的高度。
（2）如果使物块 C 从距物块 A 高 3x0处自由落下，C 与 A 相碰后，立即与 A 粘在一起不再分开，它们运动到最低点后又向上弹起，物块 A 刚好能回到使弹簧恢复为原长的位置。
求 C 与 A 相碰前弹簧的弹性势能大小。
（3）如果将物块 C 从距物块 A 上方某处由静止释放，C 与 A 相碰后立即一起向下运动但并不粘连。
此后物块 A 、 C 在弹起过程中分离，其中物块 C 运动到最高点时被某装置接收，而物块 A 刚好能在物块 B 不离开地面的情况下做简谐运动。
求物块 C 的释放位置与接收位置间的距离。
练习2：弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。
某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在 T 型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。
一质量为 M 的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。
从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量3x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。
在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。
跳杆下端触地（不反弹）的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到3x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，，重复上述过程。
小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内。
已知跳杆的质量为 m，重力加速度为 g。
空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。
（1）求弹跳杆中弹簧的劲度系数 k，并在图丙中画出该弹簧弹力 F 的大小随弹簧压缩量 x 变化的示意图6（2） 借助弹簧弹力的大小 F 随弹簧压缩量 x 变化的F-x 图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求在图乙所示的过程中，小孩在上升阶段的最大速率（3） 求在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度巩固练习（一）1. 一轻质弹簧原长为 8 cm ，在 4N 的拉力作用下伸长了 2 cm ，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为 ( )A. 40 m/NB. 40 N/cmC.200 m/ND. 200N/m2. 如图所示，质量均为 m 的物体 A 、 B 通过一劲度系数为 k 的弹簧相连，开始时 B 放在地面上，A 、 B 均处于静止状态，现通过细绳将 A 向上拉起，当 B 刚要离开地面时，A 上升距离为 L ，假设弹簧一直在弹性限度内，则 ( ) A. L=2mg k B. L<2mg k C. L=mg k D. L>mg k3 如图所示，轻质弹簧两端分别与 M 和 m 两质点拴接，M 放在水平地面上，m 压在竖直的弹簧上，M=3m 。