中学物理教学参考1998年也谈高考的弹簧

27卷第3期998年3月

PhyscsTeachngnMddleSch也谈高的弹(石河子市143团中学,

Vol27NoMar中学物理中的弹簧问题,使不少学生感到棘手,而近年来高又频频出现.本文拟从一、弹簧与“关联物”一起,这个物体我们称做弹簧的“关联物”.它们之间总是存在着力、运动状态、动量或机械能方面的联系,当明确了是哪种联系之后,便“关联物”例 (1995年高考第9题)如图1所示

上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐运动,振动过程A、B之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k.当物体离开平衡位置、位移为x时,A 图 A. C.mkx D.mkx/(M+m (1)第一步只需把A、B看成一个整体振子,当位移为x时,其加速度的光屏上都不能得到清晰的像,表明L<4f.七、[卡尺的精确度]主尺的最小分度是1毫米,游标尺上有若干个小的等分刻度,由它们总的长度可以求出每个等分刻度的长度.游标尺的每一个分刻度与主尺的最小分度之差例:游标尺上有20个小的等分刻度,总长为19厘米,则该游标尺的精确度为0.05毫米.

[读数方法]整的毫米数从主尺上读出,不足1毫米的部分从游标尺上读出(一般先用毫米做单位,算成其它单位).不足1毫米部分的读数方法:看游标尺上第几条刻线与主尺的某一刻线重八、线光源,也可用日光灯替代,但狭缝离光源的距离要远一些).观察时应把狭缝紧靠眼睛,并且让狭缝和线状光源保持平

行,这时在狭缝的两侧就可以看到彩色条纹在0.2毫米到0.8毫米之间调节狭缝宽度,会发现狭缝越宽,衍射现象越不明显(能射条纹),但所观察到的条纹越亮;狭缝越窄,(能观察到衍射条纹的范围越大),但条纹却越来越暗.总体来看,在狭缝宽0.40.5毫米时,观察结果比较理想.2·2·a=kx/(M+m) (2)第二步则把A开,A与B有相同的加速度,其受到的静摩擦力便是产生该加速度的力,则有f=ma=mkxM+m 例2(1995年高考第18题)一弹簧振子做简谐运动,周期为 [移大小相等、方向相同,Δt一定等于T的整

t时刻为弹簧受到拉伸,则(t+Δt)时刻为弹簧被压缩状态,二者长度不相等,所以选项D“关联物”3(1996年高考第20题)如图3所示,劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量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2的重力势能增加了,物块1的重力势能增加了B.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动速 大小相等、方向相反,则Δt一定等于T/2的 分析和解本题中有两个关键性词语C.若Δt=T,t时刻和t+Δt)

同,所以振子运动的加速度一定相等,故选项D若Δt=T2,t时刻和t+Δt)时刻弹 (1)弹簧振子做简谐运动,其位移时间关系图线应是正弦曲线或余弦曲线(只是起始计时时刻不设为正弦曲线,如图2所示 图t+Δt)两个时刻及其对应的a、b两点2)xt图上可看出,t和tΔt)两时刻振子运动位移(x)大小相等、方向相同,但时间Δt可不等于T的整数倍,所以A错.(3)xt图线上某点切线的斜率表示速度,那么过a、b两点所作切线的斜率大小相等、方向相反,则从图中可看出Δt也不是T/2的整数倍,所以B错.(4)Δt=T,由振子做简谐运动周期性可知ttΔt)时刻振子运动位移一定大小相等且方向相同,故两时刻受力完全相予重视:“轻质”弹簧——即不计弹簧质量;缓慢地”竖直上提即匀速上提,系统动能无变化,且上提过程中,系统受图3 图4 图5 图6(1)据题意画如图、、6所示,图6为下面弹簧k2刚刚脱离地面的情形5,k1Δl1,k2被压缩Δl2,m1,由受力(图7)

由图 m2,求k2伸长形变量Δlk2已刚脱离地面,已恢复原长,不产生弹力,则由m2受力(图9)平衡得 Δl1=m1g/k Δl2=(m1+m2)g/k2 5)若Δt=T/2,xt图明确看出·3·

由上面计算知2 ΔE 2(m1+m2)ΔEp2=m2gΔl2 =m1(m1+m2)(1/k1+1/k2)g2图 图 图二、弹簧与动量守恒、生变化,这就要牵涉到系统的动量、机械能的

三、近几年高考热学内容中,弹簧也屡有出现,解此类问题应着眼于受力分析与气体状态5(1992年高考第30)如图11所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01m2中间用两个活AB封住一定质变化问题例 (1995年高考第12题)如图10

可沿圆筒无摩擦地上下滑动但不漏气,

图示的装置中,B与水平桌面间的接触是光滑的,A沿水平方向射入木块并留在木块内,将现 、 图块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在开始 A.动量守恒、B.动量不守恒、D.动量不守恒、分析和解对系统写出它们的初态和末态,此题即可迎刃而解.设A质量为m,水平速度为v0,此

的质量可不计B的质量为M,k=5103N/m的较长弹簧相连p0=1105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6m,现用力压A,使之缓慢向下滑动一定距离后保持平衡,此时,用于AF=5102N,求:A向下移动的距离?(假定气体温度保持不变)分析和解由题意知活塞A受压向下移动的同时,活塞B也向下移动.AhB向下移动的距离为x且平衡时压力F=5102N. Sp1=p0=×105Pa p2=p0+FV1=l0S V2=(l0h+x)SSF系统处于初态

p0l0S=(

)(l0-h+x) S当弹簧被压缩至最短(意即系统