2024届高考物理二轮复习课件：力学综合-弹簧面面观.pptxVIP

力学综合

——弹簧面面观

高考试题分析

方法提炼：

情景一：如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端与质量为m的物体P相连。P静止于光滑水平面上O点。(弹簧始终不超过弹性限度)

x0

(1)将物体P向右缓慢拉至x0处，然后撤去外力，分析P的运动过程；

简谐运动：

方法提炼：

弹簧恢复原长时，速度最大：

法三：图像法

法二：

x0

方法提炼：

(2)若物体P在水平向右的恒力F作用下，从O点开始运动：

O

O′

取OO′=x1

令O′为坐标原点，建立坐标系

x

P运动到O′右边x′处时

①分析P的运动过程；

方法提炼：

②P的最大速度是多少？

P相对O点的最大位移是多少？

③如果地面粗糙，P仍在恒力F的作用下开始运动，分析P的运动过程.

情景二：如图所示，一质量为m的物体P与直立轻弹簧的上端相连，轻弹簧下端固定在地面上。一质量也为m的物体Q叠放在P的上面，P、Q处于静止状态；(弹簧始终处于弹性限度)

方法提炼：

（1）用力缓慢向下压Q，当力增加到F1时，撤去力F1，P、Q开始运动，分析P、Q的运动过程；

弹簧恢复原长时，P、Q间弹力为零，P、Q分离

方法提炼：

法二：简谐运动：平衡位置kx2=2mg

要使P、Q分离，F1至少多大？

（2）对Q施加一个向上的恒力F2，P、Q开始运动，分析P、Q的运动；

要使P、Q分离，F2至少多大？

（3）弹簧劲度系数为k，对Q施加一个向下的瞬时冲量I，P、Q开始运动，最终P、Q分离，求I的最小值

方法提炼：

方法提炼：

情景(三)：如图所示，质量均为m的物体P、Q分别连在轻弹簧两端，静止在光滑水平面上。现给Q一个水平瞬时冲量，使Q以速度v0向右运动；

（1）分析P、Q的运动过程；

思考：P、Q是否是简谐运动？

当弹簧重新恢复原长时，P、Q的速度是多少？

方法提炼：

（2）经历t0时间，弹簧第一次压缩最短，P的位移是0.14v0t0，Q的位移是多少？

方法二：微元法：

取任意Δti→0

v

0

t

v0

t0

方法三：平均值：引入

实战演练

例（2022全国乙卷T25）如图（a），一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块B向A运动，t=0时与弹簧接触，到t=2t0时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的v-t图像如图（b）所示。已知从t=0到t=t0时间内，物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ（sinθ=0.6），与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求:

（1）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；

（2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；

（3）物块A与斜面间的动摩擦因数.

实战演练

解（1）当弹簧压缩最短时

解得：

（2）B接触弹簧后，A、B动量守恒

取任意Δti→0

解得：

总结升华

课后巩固

练习：(2021山东T18).如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在水平地面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，C紧靠B，开始时弹簧处于原长，A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力，使B、C一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。

再见，谢谢！