高考力学中的四种弹簧类问题分析
2021-04-08甘肃张金龙
教学考试(高考物理) 2021年1期
甘肃 张金龙 薛 兴
弹簧类问题是高中物理中非常典型的变力作用模型,因这类问题过程复杂,涉及的力学规律多,综合性强,能全面考查学生的科学思维、实验探究等物理核心素养,是历年高考命题的热点,但大部分学生解决弹簧类问题感觉比较困难,思路不清,甚至无从下手。本文通过典型实例分析牛顿运动定律中的弹簧类问题、功能关系中的弹簧类问题、动量守恒定律中的弹簧类问题和实验中的弹簧问题,旨在帮助学生深刻剖析力学中弹簧类问题,抓住解题要点,提高备考效率。
一、弹簧类问题命题突破要点
1.弹簧的弹力是一种由弹性形变决定大小和方向的力,在弹性限度内,根据胡克定律可知F弹=kx,当题目中出现弹簧时,要注意弹力的大小和方向时刻要与当时的形变相对应。一般从分析弹簧的形变入手,先确定弹簧原长位置、形变后位置、形变量x与物体空间位置变化的关系后,分析形变所对应的弹力大小和方向,进而分析物体运动状态及变化情况。
2.弹簧的形变发生改变需要时间,瞬间可认为无形变量,弹力不变,弹性势能不变。F弹=kx中x表示形变量,弹力和弹性势能为某特定值时,可能对应两种状态(即弹簧伸长或压缩),高考经常在此设置题目。

4.弹簧连接物体组成的系统,因弹力为系统的内力,当系统外力合力为零时,系统动量守恒,应用动量守恒定律可快速求解物体的速度,此类问题涉及物体多,过程复杂,常以选择题或计算题的形式出现,注意抓住临界状态及条件,结合能量守恒定律便可求解。……
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