轻弹簧的特点

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇轻弹簧的特点范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

近几年高考中弹簧问题频频出现，每年都有许多考生失分. 失分原因是：考生对于轻弹簧模型的特点没有全面理解和掌握，在解轻弹簧模型习题时，生搬硬套。本文从轻弹簧模型的特点谈谈轻弹簧的应用，以帮助考生领悟解弹簧类试题的规律，理解弹簧类试题解题思路.

一、轻弹簧弹力存在的条件是弹簧的两端都有物体或力的约束

例1 如图1所示，一轻质弹簧一端挂在天花板上，另一端悬挂一质量为m的物体A处于静止状态，现如果在靠近物体A一端将弹簧剪断，则此时轻弹簧的弹力为多少？

解析 很多同学认为仍然是mg. 这是错误的，因为有力就必须同时存在施力物体和受力物体，在靠近物体A一端的弹簧在物体A被剪断后，它就没有了施力物体，因而此时轻弹簧的弹力为0.

二、轻弹簧的弹力不能突变

弹簧的两端都有其他物体或力的约束时，使弹簧发生形变，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值，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.

例2 （2001年上海高考题）如图2所示，一质量为m的物体系于长度为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向的夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态. 现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度.

（1）下面是某同学对该题的一种解法：

解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，即：T1cosθ=mg，T1sinθ=T2，T2=mgtanθ，剪断细线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度. 因为mgtanθ=ma，所以加速度a=gtanθ，方向沿T2反方向. 你认为这个结论正确吗？请对该解法作出评价并说明理由.

（2）将图中的细线L1改为长度相等、质量不计的轻弹簧，其他条件不变，求解的步骤和（1）中的完全相同，即a=gtan，你认为这个结论正确吗？请说明理由.

解析 （1）错，因为L2剪断瞬间，L1上的张力发生了变化. （2）对，因为L2剪断瞬间，弹簧L1的长度未及发生变化，大小和方向均未变化.

三、轻弹簧两端的弹力相等

轻弹簧是一种理想的物理模型，不考虑质量和重力，只需要把轻弹簧当成提供弹力的工具， 即轻弹簧无论处于何种状态，两端的弹力总相等.

四、轻弹簧具有伸长和压缩两种状态

轻弹簧具有伸长和压缩两种状态，能受拉力和压力，表现为拉力和支持力.

例4 （2002年广东高考题）如图4，a、b、c为三个物体，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图所示，并处于平衡状态，则（）

A. 有可能N处于拉伸状态，而M处于压缩状态

B. 有可能N处于压缩状态，而M处于拉伸状态

C. 有可能N处于不伸不缩状态，而M处于拉伸状态

D. 有可能N处于拉伸状态，而M处于不伸不缩状态

解析 只要从弹簧可能所处的状态和受力特征以及平衡条件定性的分析就很容易得出正确选项为A、D.

五、轻弹簧的弹力大小由k和Δx决定，具有可变性

根据胡克定律，轻弹簧的弹力大小由k和Δx决定，K为轻弹簧的劲度系数，Δx为形变量. 轻弹簧的长度发生变化，则轻弹簧的弹力变化，轻弹簧的长度不变，则轻弹簧的弹力不变.

例5 （2005年全国高考题）如图5所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处一静止状态. 现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d，己知重力加速度为g.

解析 令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知

六、轻弹簧是弹性势能的载体

1.弹簧弹性势能与弹簧形变量有关. 弹簧形变量越大，则弹簧弹性势能就越大. 当两种情况下弹簧形变量相同时，弹簧弹力做功相同或弹簧弹性势能改变量相同.

2.W=-ΔEp，其中W为轻弹簧弹力做功，ΔEp为弹性势能改变量. 在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般从动能定理和能量的转化与守恒的角度来求解.

3.在光滑水平面上弹簧两端都有关联物，当弹簧在形变量最大时，其两端所连接的物体速度一定相同，弹簧具有最大的弹性势能。

例6 （2005年全国高考题）如图6，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都处于静止状态. 一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩. 开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向. 现在挂钩上升一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升. 若将C换成另一个质量为（m1+m3）的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。