牛顿运动定律应用—弹簧类问题

牛顿运动定律应用—弹簧类问题
教学目标：
1、理解牛顿运动定律的瞬时性，矢量性等。

2、会运用牛顿运动定律解决物体与弹簧相连时的运动过程分析。

活动一、完成问题，熟悉牛顿第二定律的应用
例题 1.如图所示，一轻质弹簧一端与墙相连，另一端与一物体接触（不相连），当弹簧在O点位置时弹簧没有形变，现用力将物体压缩至A点，然后放手。

物体向右运动至C点而静止，图中AB段光滑，BC段粗糙。

回答下列问题
1.分析物块在AO,OB,BC段各做什么运动？
2.试用v-t图像表示物块的运动。

3.物块在哪个位置加速度最大？若物块质量为m，劲度系数为k，OA长
为x，则物体具有的最大加速度为？
活动二、思考下列问题，学会分析涉及弹簧的物体运动过程例题2。

一物体从某一高度由静止开始自由落下，落在直立固定的轻弹簧上，如图所示，在A点物体开始与弹簧接触，一直到C点时物体的速度为零。

分析运动过程，回答问题
（1）小球从初始位置O到C的运动过程中，可以分为哪几个阶段？
（2）分析各个阶段的受力，并写出合力的表达式？
（3）定性分析物体从O到C的运动情况？
（4）你能用v-t图像形象的表示出物体从O到C的运动过程吗？
（5）定量计算，若物体的质量为1kg，弹簧的劲度系数k=500N/m，AC的距离是5cm，求物体速度最大时弹簧的形变量是多少？及物体到达C点时的加速度？
活动三、适度拓展，进一步理解掌握涉及弹簧的物体在运动过程中的定量分析
例题3.如图所示，竖直放置的劲度系数m
N
k/
800
=的轻弹簧上有一质量不计的轻盘，盘内放着一个质量kg
m12
=的物体，一开始m处于静止状态，现给物体施加一个竖直向上的力F，使物体从静止开始向上一直做匀加速直线运动。

已知开始s2.0内F是变力，在s2.0后F是恒力，取2
/
10s
m
g=
问题讨论（1）物块与轻盘什么时候分离？物块在与轻盘分离之前受到哪些力？分析分离前拉力F应该如何变化？
（2）在开始的0.2s内物块上升的距离是多少？上升阶段加速度是多大（3）拉力F在什么时候最小，什么时候最大？求出F最小值和最大值
活动四、反馈练习
1、一升降机在箱底装有若干个弹簧，如图所示，设在某次事
故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在
从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中（）
A．升降机的速度不断减小
B．升降机的加速度不断变大
C．升降机的加速度先增大后减小
D．升降机受到的合力为零时，速度最大
2、如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，在薄板上放重物，用手
将重物向下压缩到一定程度后，突然将手撤去，则重物将被弹簧弹射出去，则在弹射过程中(重物与弹簧脱离之前)重物的运动情况是( )
B．匀加速运动
C．先加速运动后减速运动
D．先减速运动后加速运动
3、如图所示，倾角为θ的光滑固定斜面上端系一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧
下端系一个质量为m的小球，小球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧恰好为自然长度。

现使挡板A以恒定加速度a（a < gsinθ）匀加速沿斜面向下运动。

（1）小球从开始运动到与挡板分离时，弹簧的弹力是多大？小球运动的时间？
（2）从挡板开始运动到小球的速度达到最大，求小球所经过的路程？。