《高中物理弹簧在形变的不同阶段的受力分析专题课件人教版选修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理弹簧在形变的不同阶段的受力分析专题课件人教版选修1（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、弹簧的瞬时状态及动态分析如图，质量分别为m、2m的A、B两物体之间用细线相连， A物体用弹簧悬挂，弹簧的质量不计，使系统处于平衡状态，当悬线突然被烧断的瞬间，求A、B两物体的加速度。mgFBF2mgFA分析:系统处于平衡状态时,分别对两物体进行受力分析.ABF=mg+FB FA=2mg FA=FBFA=FB=2mg F=3mg当悬线突然被烧断的瞬间, FA、FB突然消失。两物体进行受力如图。mgFA2mgBaAaBFA=f-mg=2mg aA=FA/m=2g 竖直向上FB=2mg aB=FB/2m=g 竖直向下 一 ,瞬时状态的分析 讨论物体在某一时刻的加速度与力的关系,关键是瞬时状态出现的前
2、后受力 情况的分析与对比. 方法： 1 .分析研究对象在该瞬时之前的受力情况(往往是平衡状态) 2 .发生瞬时变化后据题意去掉或添加消失的力或新增的力,确定好物体的合力. 3 .与研究对象接触的物体可为两种: 第一种是只能发生微小形变的刚性接触物,如杆面 非弹性绳,它们产生 消失可在瞬间完成,随着状态的变化发生突变,不需要形变恢复时间,一般题目中所含细线和接触面在不加特殊说明均可按该种情况处理. 第二种是弹簧(或橡皮绳)该种物体的特点是形变量大,形变及弹力不能立即消失,形变恢复需要较长时间,在求解瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变.如图,一质量m为的物体系于长度分别为l1、l2的轻弹簧和
3、细线上, l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为, 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. l2剪断l2的瞬间F2=0,弹簧的形变量未来得及发生变化，弹簧的弹力大小、方向都不发生变化.分析:剪断l2前，物体受力如图，由平衡条件G=F1cos,F2=F1sin.得F2=mgtanl1F1F2mgF1mg所以物体所受的合力于F2等大反向，由牛顿第二定律Gtan=ma,得a=gtan.mgF1 mgcosmgcos l2l1F1F2mg若把上题中的轻弹簧改为长度相等的细线l2,如图,其他条件不变,求剪断l2瞬间球的加速度.由于l1是细线, 是不可拉伸的刚性绳,当
4、线上的张力发生变化时,细线的长度形变量忽略不计,因此,当剪断l2的瞬间,F2突然消失,l1线上的张力发生突变,这时物体受力如图.F1=mgcos, mgsin=ma得a=gsinxmaxFmgFNx如图，一根弹簧的左端固定在墙上，一木块放在光滑的水平面上，给木块一个水平向左的速度，从木块刚接触弹簧到把弹簧压缩到最短的时间内，木块将做的运动是（ ）A.A.匀减速运动匀减速运动B.B.匀加速运动匀加速运动C.C.速度减小，加速度减小速度减小，加速度减小D.D.速度减小，加速度增大速度减小，加速度增大分析：从木块刚接触弹簧到把弹簧压缩到最短的过程如图。对该过程中的木块进行受离分析，弹力即为木块所受合
5、力。由胡克定律可知，F=kx, a=F/m=kx/m, x增大，故a也增大;又a与反向， V减小V0Va二二.合力、加速度、速度关系的动态分析合力、加速度、速度关系的动态分析此类问题的关键是：1.由合力 的变化确定加速度的变化。2.由加速度和速度的方向关系确定速度变化。同向则速度增加，反向速度减小。具体步骤：1.首先确定研究对象的运动方向。2.然后对物体进行受力分析，并确定合力方向，可判断物体速度大小的变化。3.结合物体的运动特点，判断有无变力及其变化规律，进而判断合力及加速度的变化。如图，小球在空气中自由下落，从接触弹簧到把弹簧压缩到最低点的过程中，分析速度及加速度的变化。Mg=kx1Mgkxa=(mg-kx)/mx1xmaxMgkxA=(kx-mg)/mmgF，合力向下，加速度向下，且大小为 a(mg-F)/m ,由于F增大，故a减小，因此从B到C做加速度逐渐减小的加速度运动。3.当达到C点时，mgF，此时a0，v最大。4.小球继续向下运动，F继续增大，Fmg，合力方向向上，加速度向上，大小为a(Fmg)/m,a逐渐增大，因此从C到D小球做加速度增大的减速运动。5.到达最低点D速度为0，加速度最大。ABCD思考：思考： 那么小球到达最低点后，速那么小球到达最低点后，速度为度为0 0，从此时起是否还会运动？，从此时起是否还会运动？如运动会做什么样的运动？如运动会做什么样的运动？
