严霓

摘要：能量守恒是高中物理从能量解决问题的重要工具，是高三物理解决问题的常用方法，而弹簧问题是用能量守恒解决的常见问题;弹簧问题本身又是学生头疼的问题.本文主要讲解一下用能量解决特殊类的弹簧问题.

关键词：能量守恒;弹簧问题

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）19-0118-03

“机械能守恒定律”这一章，是高中物理从能量解决问题的关键一章，而能量守恒是机械能守恒的延续与提高，能量守恒是高中物理从能量解决问题的重要工具;弹簧类问题，更是学生们不知如何下手.本文就弹簧问题中，比较特殊的一类弹簧问题，进行分析.希望对学生们有所帮助.

1 例题展示——发现问题

例题1如图1所示，轻质弹簧端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处的质量为m的图1小球（可视为质点）相连.A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA=OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长.小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v，并恰好能停在C处.已知重力加速度为g，求：A到C过程中，产生的内能为多少？

例题2如图2所示，竖直放置的轻弹簧上端与小物块B相连，下端固定在地面上，不可伸长的轻绳穿过光滑竖直固定细管，两端拴着质量分别为m、7m的小球A和物块B，拉着A使它停在管的下端.拉起A，使绳与竖直方向成一定夹角，给A适当的水平速度，可使它在水平面内做圆周运动，A做圆周运动过程中B的位置保持不变.已知细管长l=0.8m，A的质量m=0.1kg，B距管下端口足够长，重力加速度g取10m/s².彈簧始终在弹性限度内.求：图2

在A从管的下端被拉起时带动B上移，当弹簧中的弹力大小与B静止时弹簧弹力相等，此时B上移了0.4米， A的角速度为ω²=10rad/s做圆周运动，该过程中人对A、B系统做的功W.

2 特点归纳——分析问题

从上面两个例题我们可以看出，这是一类特殊的弹簧问题：这类弹簧 “虚张声势”——弹簧初、末位置的形变量一样.在整个过程中弹性势能虽然在变化，但初、末位置弹性势能一样，没有发生变化.如例题1中A、C位置弹簧的伸长量一样;例题2中弹簧初位置处于压缩，末位置处于拉伸，但压缩量和拉伸量一样.

因此，在用动能定理或者能量转化时，初、末弹性势能的变化就不需要考虑，给学生的解题带来了很大的方便.

3 方案策略——解决问题

4 方法体会——能力提升

参考文献：

[1]尹学才、齐月祥.能量守恒的发现[J].河北理工大学学报，2008（8）：60-62.

[责任编辑：李璟]