高一物理教案：平衡条件的应用

1、高一物理教案：平衡条件的应用【】鉴于大家对查字典物理网非常关注，小编在此为大家搜集整理了此文高一物理教案：平衡条件的应用，供大家参考!本文题目：高一化学教案：平衡条件的应用第4节 平衡条件的应用之弹簧问题在中学阶段，不考虑质量的轻弹簧，是一种常见的理想化物理模型，在弹性限度内其弹力遵从胡克定律.借助轻弹簧设置复杂的物理情景，来考察胡克定律的应用、物体的平衡.例1：如下图，一根轻弹簧上端固定在O点，下端拴一个钢球P，球处于静止状态，现对球施加一个程度向右的外力F，使球缓慢偏移，在挪动中的每一个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态.假设外力F方向始终程度，挪动中弹簧与竖直方向的夹角 90，且弹簧的伸长

2、量不超过弹性限度，那么下面给出的弹簧的伸长量x与cos的函数关系图象中，最接近的是 分析思路一：通常采用解析法找出弹簧的伸长量x与cos之间的函数关系来解题.思路二：根据四个选项中各个图象的特点，结合此题动态平衡也可以用假设法来解题.解答解法一：弹簧与竖直方向的夹角为时，钢球P受到重力G、程度力F和弹簧拉力kx作用而平衡，如下图，那么有kxcos= G，即x = Gkcos ，可见x与cos之间的关系图象是一条双曲线.解法二：假设趋近于90即弹簧趋近于程度位置，那么cos趋近于0，在这种情况下，由平衡条件可知，弹簧的拉力应趋近于无穷大，弹簧的伸长量x也应趋近于无穷大，四个选项中只有D选项符合：

3、当cos趋近于0时，x趋近于无穷大.答案D.规律小结用解析法来解动态平衡的图象问题时，通常是对研究对象进展受力分析，建立平衡方程，解出纵轴代表的因变量与横轴代表的自变参量之间的的函数关系，然后根据函数关系来确定其对应的详细图象.对于选择题中动态平衡的图象问题，尝试用假设法解，有时快捷有效.注意：球缓慢偏移的过程中弹簧受到的拉力变大，此题极易受到弹簧的伸长量与受到的弹力成正比的影响而错选A。例2：如下图，把重为20N的物体放在倾角 = 30的粗糙斜面上，物体上端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，弹簧与斜面平行.假设整个系统处于静止状态，物体与斜面间的最大静摩擦力为12N，那么弹簧对物体的弹力 A.可

4、能为24N，方向沿斜面向上B.可能为零C.可能为4N，方向沿斜面向上D.可能为4N，方向沿斜面向下分析因为斜面对物体静摩擦力的情况不清楚，弹簧是被压缩还是被拉伸也不清楚，所以需要讨论加以判断.解答 因为下滑力F1 = mgsin30 = 10N小于最大静摩擦力Fm，所以弹簧可能被压缩、可能被拉伸、也可能处于自然状态即选项B正确.假设斜面对物体的静摩擦力方向沿斜面向上、大小刚好到达12N，那么弹簧对物体的弹力方向沿斜面向下、大小为12N 10N = 2N，所以假设弹簧对物体的弹力方向沿斜面向下，那么弹力大小不超过2N，可见选项D错误.假设斜面对物体的静摩擦力方向沿斜面向下、大小刚好到达12N，那

5、么弹簧对物体的弹力方向沿斜面向上、大小为12N +10N = 22N，所以假设弹簧对物体的弹力方向沿斜面向上，那么弹力大小不超过22N，可见选项C正确，A错误.答案BC规律小结由于弹簧可能被压缩、可能被拉伸、也可能处于自然状态，静摩擦力的大小不超过最大静摩擦力，所以弹簧弹力与静摩擦力结合的题目往往要讨论加以判断.注意：此题极易认为弹簧对物体的弹力大小F满足：Fm - F1 Fm + F1即2N 22N，因没有考虑方向问题而错选CD。例3：在倾角为30的光滑斜面底端固定一个垂直于斜面的挡板，物体A、B用轻弹簧连接并放在斜面上静止不动，如下图.物体A的质量为2kg，物体B的质量为1kg，弹簧的劲度

6、系数为100N/m.现将物体B从静止状态沿斜面向下压10cm后释放，g取10m/s2，那么B运动的过程中 A.物体A不会分开挡板，A对挡板的最小压力为5NB.物体A不会分开挡板，A对挡板的最小压力为10NC.物体A不会分开挡板，B振动的振幅为15cmD.物体A会分开挡板分析虽然在B运动的过程中物体A会不会运动不清楚，但我们可以假设A始终不动，求出弹簧的最大拉力Fm，然后将Fm与mAgsin30进展比较来判断A会不会分开挡板.解答A、B的重力沿斜面的分力分别为GA = mAgsin30 = 10N、GB = mBgsin30 = 5N，弹簧的压缩量为x0 = mBgsin30k = 5cm.下压

7、x = 10cm时，释放瞬间B的合外力大小为k x + x0 G B = 10N、方向沿斜面向上.假设A始终不动，那么释放后B将做简谐运动，振幅为10cm，根据对称性可知，B运动到最高点时的合外力大小亦为10N、方向沿斜面向下，这时弹簧的拉力到达最大，由F合 = Fm + GB得，最大的拉力Fm = F合 - GB = 10N - 5N = 5N，由于Fm GA，所以假设成立即A不会分开挡板，A对挡板的最小压力为GA - Fm = 5N.答案A.规律小结因轻弹簧两端分别与两物体连接，其形变发生改变过程需要一段时间，即弹簧的弹力不发生突变，所以释放瞬间弹簧的弹力仍等于释放前的弹力.注意：由于受到

8、程度方向上做简谐运动的弹簧振子的平衡位置处弹力为零定势思维的影响，此题极易认为B振动的振幅为x + x0 = 15cm而错选C。同步训练：1、如下图，质量相等的A、B两物体，在平行于固定斜面的推力F的作用下沿光滑斜面匀速运动.A、B间轻弹簧的劲度系数为k，那么弹簧的压缩量为 A.Fk B.F2k C.F3k D.F4k2、如图，一木板B放在程度面上，木块A放在B的上面，A的右端通过程度轻质弹簧秤固定在墙壁上.用程度力F向左拉动B，使它以速度做匀速运动，这时弹簧秤示数恒为F1.以下说法中正确的选项是 A.A受到的滑动摩擦力的大小等于FB.地面受到的滑动摩擦力的大小等于FC.假设B以2的速度运动，

9、A受到摩擦力的大小等于2F1D.假设用2F的力作用在B上，A受到的摩擦力的大小仍等于F1.3、如图甲所示，一根轻质弹簧竖直地放在桌面上，下端固定，上端放一个重物，稳定后弹簧的长度为L.现将弹簧截成等长的两段，将重物等分成两块，如图乙所示连接后，稳定时两段弹簧的总长度为L，那么 A.L = L B.L LC.L L D.因不知弹簧的原长，故无法确定4、一根弹簧的伸长量L = L L0和所受的外力F之间的关系如下图，假设弹簧原长L0 = 50cm，试就图线答复：要使弹簧伸长到60cm，需要多大的拉力?假如用30N的力压弹簧，那么弹簧长度变为多少?5、质量为m的物体A压在放在地面上的竖直轻弹簧B上，

10、现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接，当弹簧C处在程度位置且右端位于a点时，它没有发生形变，这时OA绳竖直，Oc绳程度.弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.现将弹簧C的右端由a点沿程度方向拉到b点时，弹簧B刚好没有形变，求a、b两点间的间隔 .参考答案1、B解析对A、B及弹簧整体，由平衡条件得F = 2mgsin30对B，有kx = mgsin30，解得x = F2k .2、D解析对A，由平衡条件得，A受到摩擦力的大小Ff1等于F1，只要A与B相对滑动，Ff1与F、B的速度均无关，所以选项C均错误，D正确;用F力作用时，对A、B整体，有F = F1 + Ff2 = Ff1 + Ff2，所以选项A、B错误.3、B解析把甲图中的弹簧视为等长的两段连接起来，显然甲、乙两图中的四段弹簧的劲度系数均一样.由于甲、乙两图中下段弹簧受到的压力一样大，其长度一样;由于甲图中上段弹簧受到的压力是乙图中上段弹簧受到的压力的两倍，所以甲图中上段弹簧的长度较短，L L.4、解析根据图象可知斜率的倒数表示劲度系数k，k = 6102N 20cm = 30N/cm当L1 = L1 L0 = 60cm 50cm = 10cm时，F1 = kL1 = 3010N = 300N.当F2 = 30N时，L2 = F2 k = 3030cm = 1