专题三-弹簧与受力分析

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专题三-弹簧与受力分析

专题三-弹簧与受力分析

专题三-弹簧与受力分析弹簧是一种用于弹性成分的机械构件,它通常由能够弯曲和变形的金属制成。

在物理学中,弹簧是一个非常重要的概念,因为它是弹性力学的基础。

在本篇文章中,我们将学习弹簧的基础知识和受力分析。

弹性力学弹性力学是物理学中研究材料弹性的分支学科。

材料的弹性是指其在受到外力作用后,能够恢复到原来的形态和大小。

弹性力学主要研究材料受力的变形、应力分布、变形量、变形速率、破坏条件等方面,其中弹簧作为弹性体的一种常见构件,也是弹性力学的重要内容之一。

弹簧的基础知识弹簧的定义弹簧是一种弹性成分,通常由金属制成。

它可以被弯曲或压缩,但一旦没有外力作用,它将恢复到原始状态。

弹簧的种类弹簧可以分为两种类型:压缩弹簧和拉伸弹簧。

压缩弹簧是通常被挤压的弹簧,而拉伸弹簧则通常被拉伸。

弹簧的形态弹簧可以有各种形状和大小。

最常见的是圆弧形和线形。

弹簧的系数弹簧的系数是一个重要的参数,它用于描述弹簧的强度和弹性。

弹簧系数越高,弹簧所能承受的重量也就越大。

受力分析受力分析的基本概念受力分析是物理学中的基本概念,它用于描述物体在受到外部力作用时的运动状态。

在物理学中,我们通常使用牛顿第二定律来描述物体的运动状态。

牛顿第二定律的公式如下所示:F=ma其中“F”是物体所受的外力,“m”是物体的质量,“a”是物体的加速度。

受力分析的应用在物理学中,我们可以利用受力分析来计算物体所承受的力的大小和方向。

例如,在弹簧中,我们可以利用受力分析来计算所需弹簧的系数,以便将所需的重量承载在弹簧上。

受力分析还可以用于解决其他许多问题,如力的矢量分解、摩擦力、重力和弹力等等。

弹簧作为物理学中非常重要的概念,是弹性力学的基础。

在物理学的研究中,我们可以利用受力分析来计算弹簧所需系数,并解决其他许多问题。

通过本篇文章对弹簧和受力分析的学习,我们可以更好地理解物理学的相关概念,为我们的学习和生活带来便利。

三弹簧问题分析

三弹簧问题分析

三、弹簧问题分析弹簧问题是高中物理中常见的题型之一,并且综合性强,是个难点。

分析这类题型对训练学生的分析综合能力很有好处。

例题分析:例1:劲度系数为K的弹簧悬挂在天花板的O点,下端挂一质量为m 的物体,用托盘托着,使弹簧位于原长位置,然后使其以加度a由静止开始匀加速下降,求物体匀加速下降的时间。

分析:物体下降的位移就是弹簧的形变长度,且匀加速运动末托力为0,由匀变速直线运动公式及牛顿定律得:G–KX=maX=1/2at2解以上两式得:t=ka agm)(2例2:一质量为M 的塑料球形容器,在A处与水平面接触。

它的内部有一直立的轻弹簧,弹簧下端固定于容器内部底部,上端系一带正电、质量为m的小球在竖直方向振动,当加一向上的匀强电场后,弹簧正好在原长时,小球恰好有最大速度。

在振动过程中球形容器对桌面的最小压力为0,求容器对桌面的最大压力。

分析:由题意知弹簧正好在原长时小球恰好速度最大,所以:对小球 qE=mg (1)小球在最高点时有容器对桌面的压力最小,由题意可知,小球在最高点时: 对容器有:kx=Mg (2)此时小球受力如图,所受合力为 F=mg+kx-qE (3)由以上三式得:小球的加速度为:a=mMg由振动的对称性可知:小球在最底点时, KX-mg+qE=ma解以上式子得: kX=Mg对容器: F N=Mg+Kx=2Mg例3:已知弹簧劲度系数为K,物块重G,弹簧立在水平桌面上,下端固定,上端固定一轻盘,物块放于盘中。

现给物块一向下的压力F,当物块静止时,撤去外力。

在运动过程中,物块正好不离开盘,求:(1)给物块的向下的压力F 。

(2)在运动过程中盘对物块的最大作用力分析:(1):由物块正好不离开盘,可知在最高点时,弹簧正好在原长,所以有:a=g (1)由对称性,在最低点时:kx-mg=ma (2)A qEkx mg物块被压到最低点时有:F+mg=Kx (3)由以上三式得: F=mg(2)在最低点时盘对物块的支持力最大,此时有:F N-mg=ma 所以:F N=2mg规律总结:以上3题是胡克定律和运动的结合,此类问题特别要注意弹簧的形变 x和位移的关系;另外当两个物体共同运动时,要注意两物体正好分离时的受力特点,即:两物体间作用力为0,如竖直放置一般弹簧正好在原长。

《弹簧受力分析》PPT课件

《弹簧受力分析》PPT课件

C=D2/d 7~14 5~12 5~10 4~9 4~8 4~6


8FC
d 2
1
0.5 C

88FFCC
dd22
由于0.5/C远小于1,故由F
引起的剪切应力可忽略。
潘存云教授研制
Kτ T
τF τF τ∑
m
若考虑螺旋升角和簧丝曲率 对应力集中的影响,实际应力 分布与理论分析有差别。
其值可直接查表下表可得
潘存云教授研制
新疆大学专用
3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20
压缩弹簧或 无预应力的拉伸弹簧
n=--8-F-Gm-da-xC-3--λmax
Lh为钩环展开长度 λn ---工作变形量
n〉2
作者: 潘存云教授
续表16-4 圆柱螺旋弹簧几何尺寸计算
单位:mm
参数名称及代号
计算公式
压缩弹簧
拉伸弹簧
备注
总圈数n1
节距 p 轴向间距δ 展开长度L
冷卷: n1=n+(2~2.5) YII型热卷: n1=n+(1.5~2)
横向力: F” =Fcosα
轴向力: F’ =Fsinα
潘存云教授研制
B
A
F F”
T’=Tcosα
M=Tsinα αT
α
B
A
A-A
B-B
扭矩: T’=Tcosα
弯矩: M=Tsinα ∵ α =5˚ ~9˚ ∴ sinα≈ 0, cos α≈ 1 故截面B-B上的载荷可近似取为:
T d T’
潘存云教授研制
实践证明:弹簧内侧m点最容 易产生破坏。
新疆大学专用
未考虑簧丝 曲率的应力

专题03 弹力(解析版)

专题03 弹力(解析版)

专题03 弹力目录➢ 1 轻环平衡问题➢ 2 轻杆2.1 活杆问题2.2 死杆问题➢ 3 弹簧形变量的巧解技巧1考点梳理1.弹力的定义发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,要对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.如图所示,用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力F,它作用在手上,方向向左.因此,弹力的施力者是发生弹性形变的物体,受力者是使它发生弹性形变的物体。

2.弹力的产生条件:①两物体直接接触;②两物体发生弹性形变。

3.判断弹力有无的方法弹力的方向总是跟形变的方向相反,但是在很多情况下,接触处的形变不明显,这就给弹力是否存在的判定带来了困难.通常用以下两种办法可以解决:(1)假设法:即假设接触处有弹力,看物体的运动状态是否与当前情况一致,若一致,则假设正确,接触处有弹力;若不一致,则假设错误,接触处无弹力。

但是“假设法”有一定的局限性,只对较简单的情况适用.我们深入思考弹力产生的原因可知,弹力是被动出现的,它属于被动力。

弹力是否存在,是由主动力和运动状态决定的。

(2)分析物体所受的主动力和运动状态,是判断弹力有或无的金钥匙。

分析主动力,就是分析沿弹力所在的直线上,除弹力以外其他力的合力,看这些力的合力是否满足题目给定的状态,若满足,则不存在弹力;若不满足,则存在弹力。

4.弹力的方向弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力的方向相反,或者就是物体恢复原状的趋势的方向。

弹力是接触力,不同的物体接触,弹力方向的判断方法不同:例如,绳子只能产生拉力,物体受绳子拉力的方向总是沿绳子指向其收缩的方向。

桌面产生的支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体。

杆的弹力比较复杂,不一定沿杆也不一定垂直于杆,需根据受力情况或物体运动状态而定。

5.几种常见弹力类型方向示意图说明接触方式面与面垂直公共接触面支持力、压力一定垂直于接触面指向被支持或被压的物体,关键在于“面”的判断点与面过点垂直于面点与点垂直于切面轻绳沿绳收缩方向轻绳、轻弹簧的弹力一定沿绳或弹簧方向,但注意弹簧可垃可支轻质弹簧沿弹簧形变的反方向轻杆可沿杆轻杆弹力不一定沿杆方向,要依具体情形确定可不沿杆6.弹力大小和胡克定律(1)弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小,形变消失,弹力消失轻绳、轻弹簧内部各处弹力大小相等。

弹簧弹力受力分析高中

弹簧弹力受力分析高中

弹簧弹力受力分析(高中)弹簧与其相连接的物体构成的系统的运动状态具有隐蔽性,弹簧与其相连接的物体相互作用时涉及到的物理概念和物理规律也较多,分析时该如何切入呢?一、从几个长度关系切入弹簧和物体相互作用时,致使弹簧伸长或缩短时产生的弹力的大小遵循胡克定律,即或。

在弹簧的长度发生变化的时候,要搞清弹簧的原长、弹簧的长度、弹簧的形变、弹簧的形变变化、物体的位移等几个量的关系。

例1、劲度系数为k的弹簧悬挂在天花板的O点,下端挂一质量为m的物体,用托盘托着,使弹簧位于原长位置,然后使其以加速度a由静止开始匀加速下降,求物体匀加速下降的时间。

解析:物体下降的位移就是弹簧的形变长度,弹力越来越大,因而托盘施加的向上的压力越来越小,且匀加速运动到压力为零。

由匀变速直线运动公式及牛顿定律得:①②③解以上三式得:。

显然,能否分析出弹力依据胡克定律随着物体的下降变得越来越大,同时托盘的压力越来越小直至为零成了解题的关键。

二、从弹簧的伸缩性质切入弹簧能承受拉伸的力,也能承受压缩的力。

在分析有关弹簧问题时,分析弹簧承受的是拉力还是压力成了弹簧问题分析的起点。

例2、如图1所示,小圆环重固定的大环半径为R,轻弹簧原长为L(L<2R),其劲度系数为k,接触光滑,求小环静止时。

弹簧与竖直方向的夹角。

解析:以小圆环为研究对象,小圆环受竖直向下的重力G、大环施加的弹力N和弹簧的弹力F。

若弹簧处于压缩状态,小球受到斜向下的弹力,则N的方向无论是指向大环的圆心还是背向大环的圆心,小环都不能平衡。

因此,弹簧对小环的弹力F一定斜向上,大环施加的弹力刀必须背向圆心,受力情况如图2所示。

根据几何知识,“同弧所对的圆心角是圆周角的二倍”,即弹簧拉力N的作用线在重力mg和大环弹力N的角分线上。

所以另外,根据胡可定律:解以上式得:即只有正确分析出弹簧处于伸长状态,因而判断出弹力的方向成了解决问题的起点。

三、从弹簧隐藏的隐含条件切入很多由弹簧设计的物理问题,在其运动的过程中隐含着已知条件,只有充分利用这一隐含的条件才能有效的解决问题。

弹簧的弹力和所受拉力的关系

弹簧的弹力和所受拉力的关系

弹簧的弹力和所受拉力的关系
弹簧是一种常见的弹性材料,它具有很强的弹力特性。

当外力
作用于弹簧上时,弹簧会产生变形,并产生相应的弹力。

弹簧的弹
力和所受拉力之间存在着密切的关系,这种关系是弹簧力学的基础。

首先,我们来看一下弹簧的弹力。

弹簧的弹力是指弹簧在受到
外力作用时产生的恢复力。

当外力拉伸或压缩弹簧时,弹簧内部的
分子结构会发生变化,从而产生弹性变形,这种变形会导致弹簧产
生恢复力,即弹力。

弹簧的弹力大小与其弹性系数和变形量有关,
通常可以用胡克定律来描述弹簧的弹力与变形的关系,即弹力与变
形成正比。

其次,我们来看一下弹簧所受的拉力。

当外力作用于弹簧上时,弹簧会受到拉力或压力。

在受到拉力的情况下,弹簧会产生相应的
弹力来抵抗外力的拉伸,这种拉力与外力的大小成正比。

根据胡克
定律,拉力与弹簧的变形量成正比,而与弹簧的弹性系数有关。

因此,弹簧的弹力和所受拉力之间存在着密切的关系,它们都
与弹簧的弹性特性和变形量有关。

弹簧力学是一个重要的物理学分支,它不仅在工程和制造领域有着广泛的应用,也在物理学和工程
力学的研究中起着重要作用。

对于弹簧的弹力和所受拉力的关系的研究,有助于我们更好地理解弹簧的力学特性,为工程设计和科学研究提供重要的理论基础。

材料力学弹簧分析知识点总结

材料力学弹簧分析知识点总结

材料力学弹簧分析知识点总结材料力学中的弹簧分析是研究弹性体特性及其应力和变形行为的重要内容。

在工程领域中,弹簧被广泛应用于机械、汽车、电子和航空等各个领域。

通过对弹簧的分析,我们可以更好地理解其工作原理和性能特点。

本文将总结一些材料力学中关于弹簧分析的重要知识点。

一、弹簧的基本概念弹簧是一种具有弹性的零件,具有恢复原状的能力。

在工程中,常见的弹簧类型包括压簧、拉簧和扭簧等。

弹簧的主要作用是产生弹力,实现力的传递和储存。

二、弹簧的力学特性1. 线性弹性弹簧在弹性变形范围内,应力与应变呈线性关系。

这意味着应力是弹簧位移的线性函数,并且弹簧在加载和卸载过程中的力学特性相同。

2. 弹簧刚度刚度是弹簧的一个关键参数,表示单位位移引起的力的变化率。

弹簧的刚度越大,单位位移引起的力的变化越大,即弹簧越硬。

弹簧的刚度可以通过材料的弹性模量和几何参数来计算。

3. 应力-应变关系弹簧在加载时会产生应力和应变。

应力是单位面积上的力,应变是单位长度上的位移。

通常,弹簧的应力-应变关系可以用胡克定律来描述,即应力与应变成正比。

三、弹簧的分析方法1. 简化模型在分析弹簧时,我们可以使用简化模型来简化计算。

例如,我们可以将弹簧看作是一个弹性变形的理想弹簧,忽略其它因素的影响。

这种简化模型可用于初步设计和估算。

2. 受力分析在实际工程中,弹簧通常处于受力状态。

为了获得准确的结果,我们需要对弹簧的受力情况进行分析。

这包括计算受力的大小、方向和作用点等。

3. 应力和变形分析在分析弹簧时,我们需要计算其应力和变形。

通过应力分析,我们可以了解弹簧的强度和安全性。

而变形分析可以帮助我们确定弹簧的变形程度和工作性能。

四、弹簧的设计规范在进行弹簧设计时,我们需要遵守一些设计规范和标准。

这些规范通常包括弹簧的材料选择、尺寸设计、安装方式和使用条件等。

遵循这些规范可以确保弹簧的工作性能和寿命。

五、弹簧的应用领域弹簧广泛应用于各个领域,例如机械工程、汽车工程、电子工程和航空工程等。

弹簧受力分析2篇

弹簧受力分析2篇

弹簧受力分析2篇弹簧受力分析(一)弹簧是一种能够在外力作用下发生形变并具有弹性回复能力的物体。

由于其独特的力学性质,在制造业中被广泛应用。

在设计和使用弹簧时,必须进行受力分析,以保证安全可靠的使用。

弹簧的受力分析,需要考虑其承受的拉、压、剪等各种力的作用。

其中,最常见的是拉力作用下的受力分析。

按照胡克定律,弹簧的拉伸长度与它所受拉力成正比。

这就意味着,当弹簧受到一定的拉力时,它会发生一定的形变。

同时,弹簧具有弹性回复能力,即在拉力移除后,弹簧会恢复其原来的形态。

在实际工程中,需要计算弹簧的劲度系数和最大的弯曲角度。

弹簧的劲度系数可以通过测量一定的拉伸长度和所受拉力的比值来计算。

而最大的弯曲角度可以通过弹簧的弯曲半径、材料的弹性模量和弹簧的截面积来计算。

通过以上计算,可以得出一个弹簧的最大承载力,并且知道其在所承受的力下的变形情况。

除了拉力作用外,弹簧还会受到横向的力的作用。

在这种情况下,弹簧的横向变形也需要考虑在内。

在此情况下,需要计算一个弹簧的刚度系数来描述其横向变形能力的强度。

刚度系数可以通过弹簧的横向形变量与作用于其上的横向力的比值来计算。

弹簧的受力分析需要考虑多种力的作用,并且涉及到一系列的计算。

在实际工程中,需要选择合适的弹簧类型和尺寸,并进行校验以保证其安全并满足设计要求。

弹簧受力分析(二)弹簧是一种广泛应用于各个领域的力学构件。

在弹簧的制作和使用过程中,受力分析是非常重要的一项工作。

弹簧受力分析包括了多种力的作用,例如:拉力、剪力、扭矩等。

在受拉力作用下,弹簧会发生拉伸变化。

这种变化可以通过弹簧的劲度系数来进行计算和描述。

不同的弹簧类型和材料所具有的劲度系数是不同的,也需要根据具体情况进行计算和测量。

另外,在受到剪力作用下,弹簧会发生扭曲变化。

这种变化可以通过弹簧的刚度系数来进行计算和描述。

刚度系数也是根据具体弹簧类型和材料进行计算和测量的。

除此之外,弹簧还可能受到扭矩作用。

这种情况下,需要考虑弹簧的扭转刚度系数和扭转角度等因素。

7.3专题训练(三)受力分析

7.3专题训练(三)受力分析

专题训练(三) 受力分析[解题技巧]对物体进行受力分析的要点:①明确研究对象(受力物体);②按“一重力、二弹力、三摩擦力”的顺序分析物体受到的力;③把物体受到的力的作用点都画到重心;④检查一下各力是否有施力物体,如果找不到施力物体则此力不存在,不要无故多画力;⑤关注力的作用是相互的,是否少画力;⑥结合物体的状态确定受力情况(注意题中“保持匀速直线运动、静止”等字眼),判定所受合力是否为零,进行综合判断。

类型一平衡力示意图1、如图3T1所示,茶壶静止在水平桌面上,请画出它所受力的示意图(将力的作用点画在茶壶的重心0点上)。

图3T1【答案】如图所示【解析】茶壶静止,则受平衡力,这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。

重力从重心竖直向下画,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F,注意所画的长度要相等。

【分析】【详解】茶壶静止,则受平衡力,这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。

重力从重心竖直向下画,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F,注意所画的长度要相等,如图所示:2、如图3T2所示,用沿竖直方向的绳子吊着一个光滑的小球靠在墙上,小球处于静止状态。

请画出小球的受力示意图。

图3T2【答案】如图所示【解析】对小球进行受力分析,然后作出各力的示意图;从力的作用点。

沿力的方向作有向线段,即可作出力的示意图。

【分析】本题考查了作力的示意图,对小球正确受力分析、掌握力的示意图的作法,即可正确解题。

【详解】分析可知,用沿竖直方向的绳子吊一光滑球靠在墙上,球与墙靠近但互相并不挤压,没有压力和支持力的作用,小球受共竖直向下的重力G,沿绳向上的拉力F,并且这两个力是一对平衡力,过小球重心,分别沿重力和拉力的方向作有向线段,注意作图时两条线段长度要相等,如下图所示:3、如图3T3所示,物体随水平传送带匀速移动,作出物体所受力的示意图。

专题:受力分析之弹簧问题

专题:受力分析之弹簧问题

弹簧类问题的几种模子及其处理办法【1 】学生对弹簧类问题觉得头疼的重要原因有以下几个方面:起首,因为弹簧不竭产生形变,导致物体的受力随之不竭变更,加快度不竭变更,从而使物体的活动状况和活动进程较庞杂.其次,这些庞杂的活动进程中央所包含的隐含前提很难发掘.还有,学生们很难找到这些庞杂的物理进程所对应的物理模子以及处理办法.依据近几年高考的命题特色和常识的考核,就弹簧类问题分为以下几种类型进行剖析.一.弹簧类命题冲破要点1.弹簧的弹力是一种由形变而决议大小和偏向的力.当标题中消失弹簧时,起首要留意弹力的大小与偏向时刻要与当时的形变相对应,在标题中一般应从弹簧的形变剖析入手,先肯定弹簧原长地位.现长地位.均衡地位等,找出形变量x与物体空间地位变更的几何干系,剖析形变所对应的弹力大小.偏向,联合物体受其他力的情形来剖析物体活动状况.2.因软质弹簧的形变产生转变进程须要一段时光,在刹时内形变量可以以为不变,是以,在剖析瞬时变更时,可以以为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变.3.在求弹簧的弹力做功时,因该变力为线性变更,可以先求平均力,再用功的界说进行盘算,也可据动能定理和功效关系:能量转化和守恒定律求解.同时要留意弹力做功的特色:弹力做功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式,高考不作定量请求,可作定性评论辩论,是以在求弹力的功或弹性势能的转变时,一般以能量的转化与守恒的角度来求解.二.弹簧类问题的几种模子1.均衡类问题例1.如图1所示,劲度系数为k1的轻质弹簧两头分别与质量为m1.m2的物块拴接,劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块m2拴接,下端压在桌面上(不拴接),全部体系处于均衡状况.现施力将m1迟缓竖直上提,直到下面谁人弹簧的下端刚离开桌面.在此进程中,m2的重力势能增长了______,m1的重力势能增长了________.例2.如上图2所示,A物体重2N,B物体重4N,中央用弹簧衔接,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,0 B.4N,2N C.1N,6N D.0,6N均衡类问题总结:这类问题一般把受力剖析.胡克定律.弹簧形变的特色分解起来,考核学生对弹簧模子根本常识的控制情形.只要学生静力学基本常识扎实,进修习惯较好,这类问题一般都邑水到渠成,此类问题相对较简略.2.突变类问题例3.如图3所示,一质量为m的小球系于长度分别为l1.l2的两根细线上,l1的一端吊挂在天花板上,与竖直偏向夹角为θ,l2程度拉直,小球处于均衡状况.现将l2线剪断,求剪断瞬时小球的加快度.若将图3中的细线l1改为长度雷同.质量不计的轻弹簧,如图4所示,其他前提不变,求剪断细线l2瞬时小球的加快度.突变类问题总结:不成伸长的细线的弹力变更时光可以疏忽不计,是以可以称为“突变弹力”,轻质弹簧的弹力变更须要一准时光,弹力逐渐减小,称为“渐变弹力”.所以,对于细线.弹簧类问题,当外界情形产生变更时(如撤力.变力.剪断),要从新对物体的受力和活动情形进行剖析,细线上的弹力可以突变,轻弹簧弹力不克不及突变,这是处理此类问题的症结.3.碰撞型弹簧问题此类弹簧问题属于弹簧类问题中相比较较简略的一类,而其重要特色是与碰撞问题相似,但是,它与碰撞类问题的一个显著不同就是它的感化进程相对较长,而碰撞类问题的感化时光极短.例4.如图6所示,物体B静止在滑腻的程度面上,B的左边固定有轻质的弹簧,与B质量相等的物体A以速度v向B活动并与弹簧产生碰撞,A.B始终沿同一向线,则A,B构成的体系动能损掉最大的时刻是A.A开端活动时 B.A的速度等于v时C.B的速度等于零时 D.A和B的速度相等时4:机械能守恒型弹簧问题对于弹性势能,高中阶段其实不须要定量盘算,但是须要定性的懂得,即知道弹性势能的大小与弹簧的形变之间消失直接的关系,对于雷同的弹簧,形变量一样的时刻,弹性势能就是一样的,不管是紧缩状况照样拉伸状况.例5.一劲度系数k=800N/m的轻质弹簧两头分别衔接着质量均为m=12kg的物体A.B,它们竖直静止在程度面上,如图7所示.现将一竖直向上的变力F感化在A上,使A开端向上做匀加快活动,经0.40s物体B刚要分开地面.求:⑴此进程中所加外力F的最大值和最小值.⑵此进程中力F所做的功.(设全部进程弹簧都在弹性限度内,取g=10m/s2)例6.如图8所示,物体B和物体C用劲度系数为k的弹簧衔接并竖直地静置在程度面上.将一个物体A从物体B的正上方距离B的高度为H0处由静止释放,下落伍与物体B碰撞,碰撞后A和B粘合在一路并连忙向下活动,在今后的活动中A.B不再分别.已知物体A.B.C的质量均为M,重力加快度为g,疏忽物体自身的高度及空气阻力.求:(1)A与B碰撞后刹时的速度大小.(2)A和B一路活动达到最大速度时,物体C对程度地面压力为多大?(3)开端时,物体A从距B多大的高度自由落下时,在今后的活动中才干使物体C正好分开地面?5.简谐活动型弹簧问题弹簧振子是简谐活动的经典模子,有一些弹簧问题,假如从简谐活动的角度思虑,应用简谐活动的周期性和对称性来处理,问题的难度将大大降低.例7.如图9所示,一根轻弹簧竖直竖立在程度面上,下端固定.在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O,将弹簧紧缩.当弹簧被紧缩了x0时,物块的速度减小到零.从物块和弹簧接触开端到物块速度减小到零进程中,物块的加快度大小a随降低位移大小x变更的图像,可能是下图中的例8.如图10所示,一质量为m的小球从弹簧的正上方H高处自由下落,接触弹簧后将弹簧紧缩,在紧缩的全进程中(疏忽空气阻力且在弹性限度内),以下说法准确的是A.小球所受弹力的最大值必定大于2mgB.小球的加快度的最大值必定大于2gC.小球刚接触弹簧上端时动能最大D.小球的加快度为零时重力势能与弹性势能之和最大6.分解类弹簧问题例9.如图12所示,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A.B都处于静止状况.一条不成伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩.开端时各段绳都处于伸直状况,A上方的一段绳沿竖直偏向.如今挂钩上升一质量为m3的物体C并从静止状况释放,已知它正好能使B分开地面但不持续上升.若将C换成另一个质量为的物体D,仍从上述初始地位由静止状况释放,则此次B刚离地时D的速度的大小是若干?已知重力加快度为g.分解类弹簧问题总结:分解类弹簧问题一般物理情景庞杂,涉及的物理量较多,思维进程较长,标题难度较大.处理这类问题最好的办法是前面所述的“肢解法”,即把一个庞杂的问题“肢解”成若干个熟习的简略的物理情景,一一攻破.这就要肄业生具有扎实的基本常识,日常平凡擅长积聚罕有的物理模子及其处理办法,并具有把一个物理问题还原成物理模子的才能.。

弹簧在形变的不同阶段的受力分析PPT课件 人教课标版

弹簧在形变的不同阶段的受力分析PPT课件 人教课标版
具体步骤: 1.首先确定研究对象的运动方向。 2.然后对物体进行受力分析,并确定合力方向,可判 断物体速度大小的变化。 3.结合物体的运动特点,判断有无变力及其变化规律, 进而判断合力及加速度的变化。
A
如图,小球在空气中自由
V
下落,从接触弹簧到把弹
簧压缩到最低点的过程中, B 分析速度及加速度的变化。

13、成功=艰苦劳动+正确方法+少说空话 --爱因斯坦

14、不经历风雨,怎能见彩虹 -《真心英雄》

15、只有登上山顶,才能看到那边的风光。

16只会幻想而不行动的人,永远也体会不到收获果实时的喜悦。

17、勤奋是你生命的密码,能译出你一部壮丽的史诗。

1 8.成功,往往住在失败的隔壁!

பைடு நூலகம்
1 9 生命不是要超越别人,而是要超越自己.
mg
若把上题中的轻弹簧改为长度相等的
细线l2,如图,其他条件不变,求剪断 l2瞬间球的加速度.
l2
l1 θ
由于l1是细线, 是不可拉伸的刚性绳, 当线上的张力发生变化时,细线的长度
形变量忽略不计,因此,当剪断l2的瞬 间,F2突然消失,l1线上的张力发生突 变,这时物体受力如图.
F1 F2
mg
F1`=mgcosθ, mgsinθ=ma 得a=gsinθ
1 .分析研究对象在该瞬时之前的受力情况(往往是平衡 状态)
2 .发生瞬时变化后据题意去掉或添加消失的力或新增 的力,确定好物体的合力.
3 .与研究对象接触的物体可为两种:
第一种是只能发生微小形变的刚性接触物,如杆面 非 弹性绳,它们产生 消失可在瞬间完成,随着状态的变化发生 突变,不需要形变恢复时间,一般题目中所含细线和接触面在 不加特殊说明均可按该种情况处理.

专题受力分析之弹簧问题

专题受力分析之弹簧问题

弹簧类问题的几种模型及其处理方法学生对弹簧类问题感到头疼的主要原因有以下几个方面:首先,由于弹簧不断发生形变,导致物体的受力随之不断变化,加速度不断变化,从而使物体的运动状态和运动过程较复杂.其次,这些复杂的运动过程中间所包含的隐含条件很难挖掘。

还有,学生们很难找到这些复杂的物理过程所对应的物理模型以及处理方法。

根据近几年高考的命题特点和知识的考查,就弹簧类问题分为以下几种类型进行分析。

一、弹簧类命题突破要点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,首先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、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分析物体运动状态.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:弹力做功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式,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.二、弹簧类问题的几种模型1.平衡类问题例1.如图1所示,劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块拴接,劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块m2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m1缓慢竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。

在此过程中,m2的重力势能增加了______,m1的重力势能增加了________。

例2.如上图2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,0 B.4N,2N C.1N,6N D.0,6N平衡类问题总结:这类问题一般把受力分析、胡克定律、弹簧形变的特点综合起来,考查学生对弹簧模型基本知识的掌握情况.只要学生静力学基础知识扎实,学习习惯较好,这类问题一般都会迎刃而解,此类问题相对较简单。

高考弹簧问题专题详解

高考弹簧问题专题详解

高考弹簧问题专题详解高考动向弹簧问题能够较好的培养学生的分析解决问题的能力和开发学生的智力,借助于弹簧问题,还能将整个力学知识和方法有机地结合起来系统起来,因此弹簧问题是高考命题的热点,历年全国以及各地的高考命题中以弹簧为情景的选择题、计算题等经常出现,很好的考察了学生对静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、振动问题、功能关系问题等知识点的理解,考察了对于一些重要方法和思想的运用。

知识升华一、弹簧的弹力1、弹簧弹力的大小弹簧弹力的大小由胡克定律给出,胡克定律的内容是:在弹性限度内,弹力的大小与弹簧的形变量成正比。

数学表达形式是:F=kx 其中k是一个比例系数,叫弹簧的劲度系数。

说明:①弹力是一个变力,其大小随着弹性形变的大小而变化,还与弹簧的劲度系数有关;②弹簧具有测量功能,利用在弹性限度内,弹簧的伸长(或压缩)跟外力成正比这一性质可制成弹簧秤。

2、弹簧劲度系数弹簧的力学性质用劲度系数描写,劲度系数的定义因弹簧形式的不同而不同,以下主要讨论螺旋式弹簧的劲度系数。

(1)定义:在弹性限度内,弹簧产生的弹力F(也可认为大小等于弹簧受到的外力)和弹簧的形变量(伸长量或者压缩量)x的比值,也就是胡克定律中的比例系数k。

(2)劲度系数的决定因素:劲度系数的大小由弹簧的尺寸和绕制弹簧的材料决定。

弹簧的直径越大、弹簧越长越密、绕制弹簧的金属丝越软越细时,劲度系数就越小,反之则越大。

如两根完全相同的弹簧串联起来,其劲度系数只是一根弹簧劲度系数的一半,这是因为弹簧的长度变大的缘故;若两根完全相同的弹簧并联起来,其劲度系数是一根弹簧劲度系数的两倍,这是相当于弹簧丝变粗所导致;二、轻质弹簧的一些特性轻质弹簧:所谓轻质弹簧就是不考虑弹簧本身的质量和重力的弹簧,是一个理想化的模型。

由于它不需要考虑自身的质量和重力对于运动的影响,因此运用这个模型能为分析解决问题提供很大的方便。

性质1、轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态,各个部分受到的力大小是相同的。

专题三弹簧与受力分析

专题三弹簧与受力分析

专题三 弹簧与受力分析【初出茅庐】如图所示,甲、乙两根相同的轻,分别与物块的上下表面相连接,乙的下端与地面连接.起初甲处于自由长度,乙的压缩长度为△处于自由长度,乙的压缩长度为△L L .现用手将甲缓慢上提,使乙承受物重的2/32/3,乙仍处于压缩,乙仍处于压缩状态,那么,甲的A 端应向上提起的距离为端应向上提起的距离为________________________。

【知识拓展】将两根劲度系数分别为K 1和K 2的弹簧串联(并联),一端固定,合成后的弹簧的劲度系数为多少?的弹簧串联(并联),一端固定,合成后的弹簧的劲度系数为多少? 串联 并联 思考:把一根弹簧在其一半处折叠成一根双股弹簧,则其弹簧的劲度系数为多少?思考:把一根弹簧在其一半处折叠成一根双股弹簧,则其弹簧的劲度系数为多少?【基础题】用5N 的力可以使一轻弹簧伸长8mm 8mm,现在把两个这样的弹簧串联起来,在两端各用,现在把两个这样的弹簧串联起来,在两端各用10N 的力来拉它们,这时弹簧的总伸长应是(簧的总伸长应是() A .4mmB .8mmC .16mmD .32mm2211F kx k x k x ===12x x x =+1212k k k k k ·=+F kx =12F F F =+11F k x =22F k x=12k k k =+如图所示,劲度系数均为k 的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上.当在甲的另一端挂一重物G ,乙的另一端压一重物G 时,两弹簧的长度均为L ,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G ,此时弹簧的长度应为(时弹簧的长度应为( )A.L+(G/2k)B.(L+G)/kC.(L-G)/2kD. (L-G)/k如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质的分别为k1和k2,上面木块压在上面的上(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,,整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到直到它刚离开上面.在这过程中下面木块移动的距离为(它刚离开上面.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【提高题】已知在弹性限内,的伸长量△已知在弹性限内,的伸长量△L L 与受到的拉力F 成正比,用公式F=k F=k•△•△•△L L 表示,其中k 为的(为的(k k 为一常数).现有两个轻L 1和L 2,它们的分别为k 1和k 2,且k 1=3k 2,现按如图所示方式用它们吊起滑轮和重物,如滑轮和重物的重力均为G ,则两的伸长量之比△,则两的伸长量之比△L L 1:△:△L L 2为(为( )A .1:1B .3:2C .2:3D .3:4如图,L 1、L 2是劲度系数均为 k 的轻质弹簧,A 、B 两只钩码均重G ,则静止时两弹簧伸长量之和为( )A .3G/kB .2G/kC .G/kD .G/2k。

弹力受力分析

弹力受力分析

将复杂结构离散化为有限个单元
对每个单元进行受力分析和计算
组装各单元结果,得到整体结构受力情况
应用实例:航空航天、汽车等领域的复杂结构受力分析
实验测试技术在受力分析中应用
设计合理的实验方案,准备实验设备 和仪器
对实验对象进行加载和测试,记录实 验数据
分析实验数据,得到受力情况和变形 规律
应用实例:材料力学性能测试、结构 强度验证等实验受力分析
关系
在弹性限度内,恢复力的大小与 弹性形变的大小成正比,即F=kx,其中F为恢复力,x为弹性形 变,k为劲度系数(或弹性系数
)。
02
典型弹力类型及其特点
拉伸弹力
01
02
03
定义
物体在受到拉伸力作用时 ,内部各部分之间因相对 位置改变而产生的相互作 用力。
特点
作用于拉伸方向,大小与 拉伸程度和材料性质有关 ,通常表现为恢复原状的 力。
压缩弹簧在压力作用下形变和恢复过程剖析
压缩弹簧的形变
压缩弹簧的恢复过程
当外力作用于压缩弹簧时,弹簧会缩 短,形变量与外力大小成正比。
当外力撤销时,压缩弹簧会恢复原状 ,并释放储存的弹性势能。
压缩弹簧的受力变化
随着形变量的增加,弹簧所受的压力 也逐渐增加,二者之间同样呈线性关 系。
梁弯曲时截面正应力和切应力分布情况分析
THANK YOU
对于其他物体,弹力大小通常由平衡 条件或牛顿运动定律求解。
弹性形变与恢复力关系
弹性形变
物体在力的作用下发生的形状或 体积的改变,在外力停止作用后
,能够恢复原状的形变。
恢复力
物体发生弹性形变后,内部产生 的企图恢复物体原状的力。恢复 力与弹性形变同时产生、同时变 化、同时消失,且方向始终与弹

高考物理含弹簧的物理模型专题分析(答案)

高考物理含弹簧的物理模型专题分析(答案)

含弹簧的物理模型纵观历年的高考试题,和弹簧有关的物理试题占有相当的比重,高考命题者常以弹簧为载体设计出各类试题,这类试题涉及静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、振动问题、功能问题等。

几乎贯穿整个力学的知识体系。

对于弹簧,从受力角度看,弹簧上的弹力是变力;从能量角度看,弹簧是个储能元件。

因此,弹簧问题能很好地考查学生的综合分析能力,故备受高考命题者的亲睐。

题目类型有:静力学中的弹簧问题,动力学中的弹簧问题,与动量和能量相关的弹簧问题。

1.静力学中的弹簧问题(1)胡克定律:F =kx ,ΔF =k ·Δx(2)对弹簧秤的两端施加(沿轴线方向)大小不同的拉力,弹簧秤的示数一定等于挂钩上的拉力。

例题1:一根轻质弹簧一端固定,用大小为F 1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l 1;改用大小为F 2的力拉弹簧,平衡时长度为l 2。

弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为CA .2121F F l l B .2121F F l l C .2121F F l l D .2121F F l l 例题2:如图所示,两木块A 、B 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 2,两弹簧分别连接A 、B ,整个系统处于平衡状态。

现缓慢向上提木块A ,直到下面的弹簧对地面的压力恰好为零,在此过程中A 和B 的重力势能共增加了A .212221)(k k g m m B .)(2)(212221k k gm m C .)()(21212221k k k k g m m D .22221)(k g m m +12211)(k gm m m 解析:取A 、B 以及它们之间的弹簧组成的整体为研究对象,则当下面的弹簧对地面的压力为零时,向上提A 的力F 恰好为:F =(m 1+m 2)g设这一过程中上面和下面的弹簧分别伸长x 1、x 2,由胡克定律得:x 1=121)(k g m m ,x 2=221)(k g m m 故A 、B 增加的重力势能共为:ΔE P =m 1g(x 1+x 2)+m 2gx 2=22221)(k g m m +12211)(k gm m m 答案:D【点评】计算上面弹簧的伸长量时,较多的同学会先计算原来的压缩量,然后计算后来的伸长量,再将两者相加,但不如上面解析中直接运用Δx =kF进行计算更快捷方便。

高一物理受力初步分析弹簧

高一物理受力初步分析弹簧

高一物理受力初步分析弹簧
弹簧是一种常见的物理装置,它具有显着的冲击衰减和能量释放功能,受力分析对于认识弹簧特性有很大帮助。

本文针对高一物理学习,就弹簧特性进行初步受力分析,从而发现其特性及其应用。

首先,弹簧特性受力分析由弹簧受力几何和动力学两个因素共同决定。

弹簧受力几何指的是表面形状,涉及到弹簧的形状多样性,以及形状对拉伸和压缩的反应;而动力学则牵涉到弹簧的应力和应变特性,解释弹簧的刚度和形状变化。

其次,弹簧特性分析的实验方式可以由三个步骤实现,即:(1)
定弹簧的外形及其形状变化;(2)确定的拉伸力以及形状变化的基础上,测量弹簧的应力和应变特性;(3)用弹簧受力分析定律,进行受
力分析,解释弹簧特性以及其影响因素。

此外,在受力分析中,必须注意弹簧的拉伸力在应变和受力之间的关系。

当受力增加时,应变也会随之增加,而当应变增加时,受力也会随之减少,即弹簧的拉伸力会随受力和应变的变化而变化,而这一要点必须在物理受力分析中得到充分的考虑。

最后,弹簧受力分析还可以用于研究弹簧的应用特性。

由于弹簧具有冲击衰减和能量释放功能,因此它在实际应用中广泛应用于减震、弹性支撑、振动吸收抑制等。

因此,通过受力分析,可以研究弹簧应用的特点,揭示其冲击衰减和能量释放的机理,以及如何利用弹簧的受力特性来提高应用效果。

综上所述,弹簧受力分析是高一物理学习的重要内容,是认识其
特性的基础。

通过弹簧受力分析,可以研究弹簧受力特性,确定其形状变化,测量应力和应变特性,分析其受力过程,以及使用物理定律推导出弹簧的受力特性,从而深入了解弹簧的特性及其应用。

弹簧受力分析

弹簧受力分析

弹簧受力分析弹簧受力分析是物理学中一个重要的研究领域,其原理与力学有着密切的关系。

在弹簧中,弹性力是一种恢复力,可以使物体恢复到其原始形状或位置。

通过对弹簧的受力分析,我们可以更好地理解弹簧的性质和应用。

弹簧是一种具有弹性的物体,通常由金属制成。

在弹簧中,分子之间存在着吸引力和排斥力,这种相互作用力可以产生弹力。

当外力作用于弹簧上时,分子之间的相互作用力会使弹簧发生形变,同时也会产生一个恢复力。

这个恢复力与形变的大小成正比,形成了弹簧的特性。

弹簧受力分析的基本原理是胡克定律,即弹簧的弹力与形变成正比。

根据胡克定律,我们可以得出以下的公式:F = k * x,其中 F 是弹力,k 是弹簧的劲度系数,x 是形变的大小。

根据这个公式,我们可以看出弹力与形变成正比,且劲度系数 k 可以视为弹簧的刚度。

当形变没有超过弹簧的弹性极限时,这个公式是成立的。

弹簧受力分析可以应用于很多领域,其中一个重要的应用是弹簧测力计。

弹簧测力计是一种用于测量物体受力的设备,通过弹簧受力分析原理可以精确地测量力的大小。

测力计的工作原理是将待测力作用于弹簧上,弹簧产生形变,通过测量形变的大小来计算力的大小。

这种测力方法可以广泛应用于工程、科学和医学等领域。

除了测力计,弹簧还有许多其他的应用。

例如,弹簧在汽车悬挂系统中起到缓冲和减震的作用,通过弹簧的弹性来吸收道路不平和车辆行驶过程中的震动。

此外,弹簧还可以用于储能装置,如机械钟表的发条,通过扭曲弹簧将机械能转化为弹性势能储存起来。

在进行弹簧受力分析时,我们需要注意一些相关的因素。

首先,弹簧的材质和尺寸会对其受力特性产生影响,不同的材料和尺寸会导致不同的弹性力。

其次,外力的方向和大小也会对弹簧的形变和恢复力产生影响,这需要根据具体情况进行分析。

弹簧受力分析不仅在理论研究中起着重要的作用,也在各个实际应用中发挥着重要的作用。

通过对弹簧受力分析的深入研究,可以帮助我们更好地理解弹簧的性质和应用,为相关设备的设计和优化提供依据。

弹簧受力分析与实验

弹簧受力分析与实验

弹簧受力分析与实验第一站弹簧加水问题1. 容器底端用弹簧将物体和容器连接甲乙丙丁戊(1)甲:弹簧处于压缩状态:G物=F支(2)乙:弹簧恰好处于原长:G物=F浮(3)丙:弹簧处于伸长状态,对物体有向下的拉力:G物+F拉=F浮(4)丁:物体刚好浸没,弹簧处于伸长状态:G物+F拉max=F浮(5)戊:继续加水,弹簧的伸长量不变:G物+F拉max=F浮2. 物体上部分用弹簧拉(1)甲:物体下表面刚好与水面接触,不受到水的浮力:G物=F拉1(2)乙:往容器中加水,物体受到浮力,拉力变小,弹簧收缩,G物=F拉2+F浮(3)若知道弹簧伸长量和力的关系(比如改变1N的力,弹簧测力计A 长度改变1cm),便可根据条件求所需加水的体积(质量)A甲乙1. 如图所示,用原长为6cm 的轻弹簧将边长为10cm 的正方体物块A 的下表面与底面积为200cm 2的圆柱形容器底部相连,正方体物块竖直压在弹簧上且不与容器壁接触,此时弹簧的长度为1cm ;然后向容器内缓慢加水,当弹簧的长度恰好恢复到原长时停止加水;接着再将一小铁块M 轻压在正方体物块上,正方体刚好没入水中(水始终未溢出),此时弹簧缩短的长度为L .已知:弹簧的长度每改变1cm ,所受力的变化量为1N ,求: (1)正方体A 的质量;(2)弹簧缩短的长度L ;(3)小铁块M 的质量.2. 将一轻质弹簧的两端分别固定在正方体物体A 、B 表面的中央,构成一个连接体,把正方体物体B 放在水平桌面上,当物体A 、B 静止时,弹簧的长度比其原长缩短了1cm ,如图甲所示. 现将连接体放入水平桌面上的平底圆柱形容器内,与容器底始终接触(不密合),再向容器中缓慢倒入一定量的水,待连接体静止时,连接体对容器底的压力恰好为0. 已知物体的棱长均为0.1m ,ρA :ρB =1:9,圆柱形容器底面积为200cm 2,弹簧原长10cm ,弹簧所受力F 大小与弹簧形变量ΔL 之间的关系如图乙所示,不计弹簧体积和质量,求:(1)物体A 的重力 (2)放在水平桌面上时,连接体对桌面的压强 (3)为达到题中要求,需要向容器内倒入水的质量A 0 1 2 3 4 2 4 6 8ΔL /cm F /N A B 甲 乙1. 底面积为400cm 2、重2N 的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,用原长为16cm 的弹簧将边长为10cm 的正方体A 的下表面中点与容器底部相连,向容器内加水至A 刚好浸没,如图甲所示,此时弹簧长18cm ,A 对弹簧的拉力为3N. 现打开阀门B 缓慢放水,当A 对弹簧的作用力大小再次等于3N 时关闭阀门B .已知弹簧受力F 的大小与弹簧长度的变化量Δx 间的关系如图乙所示. 不计弹簧的体积及其所受的浮力。

高考热点专题——有关弹簧问题的分析与计算

高考热点专题——有关弹簧问题的分析与计算

弹簧类问题在高中物理中占有相当重要的地位,且涉及到的物理问题多是一些综合性较强、物理过程又比较复杂的问题,从受力的角度看,弹簧上的弹力是变力;从能量的角度看,弹簧是个储能元件;因此,关于弹簧的问题,能很好的考察学生的分析综合能力,备受高考命题专家的青睐。

解决这些问题除了一般要用动量守恒定律和能量守恒定律这些基本规律之外,搞清物体的运动情景,特别是弹簧所具有的一些特点,也是正确解决这类问题的重要方法。

在有关弹簧类问题中,要特别注意使用如下特点和规律: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. 弹簧的弹力不能突变,它的变化要经历一个过程,这是由弹簧形变的改变要逐渐进行决定的。

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、弹簧上的弹力是变力,弹力的大小随弹簧的形变量发生变化,求弹力的冲量和弹力做功时,不能直接用冲量和功的定义式,一般要用动量定理和动能定理计算。

弹簧的弹力与形变量成正比例变化,故它引起的物体的加速度、速度、动量、动能等变化不是简单的单调关系,往往有临界值。

如果弹簧被作为系统内的一个物体时,弹簧的弹力对系统内物体做不做功都不影响系统的机械能。

4、对于只有一端有关联物体,另一端固定的弹簧,其运动过程可结合弹簧振子的运动规律去认识,突出过程的周期性、对称性及特殊点的应用。

如当弹簧伸长到最长或压缩到最短时,物体的速度最小(为零),弹簧的弹性势能最大,此时,也是关联物的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。

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专题三 弹簧与受力分析
【初出茅庐】
如图所示,甲、乙两根相同的轻,分别与物块的上下表面相连接,乙的下端与地面连接.起初甲处于自由长度,乙的压缩长度为△L .现用手将甲缓慢上提,使乙承受物重的2/3,乙仍处于压缩状态,那么,甲的A 端应向上提起的距离为________。

【知识拓展】
将两根劲度系数分别为K 1和K 2的弹簧串联(并联),一端固定,合成后的弹簧的劲度系数为多少?
串联 并联
思考:把一根弹簧在其一半处折叠成一根双股弹簧,则其弹簧的劲度系数为多少? 【基础题】
用5N的力可以使一轻弹簧伸长8mm ,现在把两个这样的弹簧串联起来,在两端各用10N 的力来拉它们,这时弹簧的总伸长应是( ) A.4mm B .8m m C .16mm D .32mm
2211
F kx k x k x ===12x x x =+12
12
k k k k k •=+F kx =12
F F F =+11F k x =22F k x
=12
k k k =+
--
如图所示,劲度系数均为k 的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端
固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上.当在甲的
另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度
均为L,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧
的长度应为()
A.L+(G/2k)
B.(L+G)/k
C.(L-G)/2k
D. (L-G)/k
如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质的分别为k1和k2,上面木块压
在上面的上(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.在这过程中下面木块移动的距离为( )
A.m1g/k1
B.m2g/k1
C.m1g/k2
D.m2g/k2
【提高题】
已知在弹性限内,的伸长量△L与受到的拉力F成正比,用公式F=k•△L表示,其中k为的(k 为一常数).现有两个轻L1和L2,它们的分别为k1和k2,且k1=3k2,现按如图所示方式用它们吊起滑轮和重物,如滑轮和重物的重力均为G,则两的伸长量之比△L1:△L2为( )
A.1:1 B.3:2 C.2:3 D.3:4
如图,L1、L2是劲度系数均为k的轻质弹簧,A、B两只钩码均重G,则静止时两弹
簧伸长量之和为( )
A.3G/k B.2G/k
C.G/k D.G/2k
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