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高中物理中的弹簧连接小球问题

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高中物理中的弹簧连接小球问题_第1页
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高中物理典型题弹簧连接小球问题求解,在光滑水平面,同一直线上有两个小球:,两球用轻弹簧相连 系统会怎样运动?,,模型:质量分别为m1、 m2 的A 、B两球,置于光滑水平面上 用轻弹簧相连处于静止状态,小球A以初速度v0向B运动.,[一、模型解读与规律探究],第一阶段:弹簧压缩过程,,由动量守恒:,由机械能守恒,减小的动能转化为弹簧的弹性势能:,小结:两小球共速时,弹簧最短、弹性势能最大,系统总动能最小 V1=V2,V1,V2,,,,第二阶段:弹簧由压缩状态恢复原长,V1V1,A球速度小于B球,弹簧被拉长,状态分析,,受力分析,A球向右,B球向左.,,过程分析,A球加速,B球减速,,条件分析,临界状态:速度相同时,弹簧伸长量最大,,条件分析,V2,V1,,,,第四阶段:弹簧从伸长状态恢复原长,结论:(2)弹簧恢复原长时,两球速度分别达到极值。

V1>V2,两球共速,弹簧伸长.,状态分析,,受力分析,A球向右,B球向左.,,过程分析,A球加速,B球减速.,,条件分析,弹簧恢复原长时:A球有极大速度,B球有极小速度V1=V2,在以上四个阶段中,(设两球质量相等),两球的速度图像应该如何呢?,结论:(3)含弹簧类系统的速度-时间图像必是正弦(或余弦)曲线 可类比与弹簧振子的简谐运动,因此图像必是正弦(或余弦)曲线三个典型状态,弹簧拉伸最长,弹簧原长,弹簧压缩最短,两个临界条件,,,两球共速时,两球速度有极值,,四个重要分析:状态分析,受力分析,过程分析,条件分析例1,(07天津)如图所示,物体A 静止在光滑的水平面上,A 的左边固定有轻质弹簧,与A质量相等的物体B 以速度v 向A 运动并与弹簧发生碰撞,A、B 始终沿同一直线运动,则A、B 组成的系统动能损失最大的时刻是 ( ) A.A开始运动时 B.A的速度等于v时C.B的速度等于零时 D.A和B的速度相等时,题型1 含弹簧系统的动量、能量问题,[二、题型探究与方法归纳 ],D,B,【方法归纳】找准临界点,由临界点的特点和规律解题,两个重要的临界点:(1)弹簧处于最长或最短状态:两物块共速,具有最大弹性势能,系统总动能最小。

2)弹簧恢复原长时:两球速度有极值,,题型1 含弹簧系统的动量、能量问题,题型2 含弹簧系统的碰撞问题,例2,如图所示,在光滑水平面上静止着两个木块A和B,A、B 间用轻弹簧相连,已知mA=3.92 kg,mB=1.00 kg.一质量为m=0.08 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s射入木块A中未穿出,子弹与木块A相互作用时间极短.求:(1)子弹射入木块A后两者刚好相对静止时的共同 速度多大?(2)弹簧的压缩量最大时三者的速度多大? (3)弹簧压缩后的最大弹性势能是多少?,解析:(1)对子弹、A,子弹穿入A过程,设共同速度为 v1,由动量守恒:,(2)对子弹、A与B相互作用,达到共同速度 过程,由动量守恒:,(3)对问题(2)的系统与过程,由机械能守恒 :,由式(1)、(2)、(3)可得:,思考:,,m/s,m/s,【方法归纳】对含弹簧的碰撞问题,关键在于弄清过程,以及每个过程所遵循的规律,根据规律列方程求解题型2 含弹簧系统的碰撞问题,本节小结,一、模型解读与规律探究,结论:(1)两小球共速时,弹簧最短(或最长), 弹性势能最大,系统总动能最小。

结论:(2)弹簧恢复原长时,两球速度分别达到极值,结论:(3)含弹簧类系统的速度-时间图像必然是正弦(或余弦)曲线 四个重要分析:状态分析,受力分析,过程分析,条件分析总之:弹簧问题并不难,四个分析是关键, 抓住模型临界点,解题过程要规范二、题型探究与方法归纳,题型1 含弹簧系统的动量、能量问题,题型2 含弹簧系统的碰撞问题,。

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