如图，用相同材料做成的质量分别为m 1、m 2的两个物
体中间用一轻弹簧连接。在下
列四种情况下，相同的拉力F
均作用在m 1上，使m 1、m 2
作加速运动：①拉力水平，m 1、
m 2在光滑的水平面上加速运动。②拉力水平，m 1、m 2在
粗糙的水平面上加速运动。③拉力平行于倾角为θ的斜面，m 1、m 2沿光滑的斜面向上加速运动。④拉力平行于倾角为θ的斜面，m 1、m 2沿粗糙的斜面向上加速运动。以△l 1、△l 2、△l 3、△l 4依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有
A. △l 2＞△l 1
B.△l 4＞△l 3
C. △l 1＞△l 3
D. △l 2＝△l 4
答案：D
来源：2007年湖北高中联考 题型：单选题，难度：理解
如图所示，两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端用光滑细绳连接，并有一光滑的轻滑轮放在细绳上.当滑轮下端挂一重为G 的物体时，滑轮下滑一段距离，则下列结论正确的有（ ）
A.两弹簧的伸长量相等
B.两弹簧的弹力不一定相等
C.重物下降的距离为2
1k k G
+
D.重物下降的距离为
2
1214)
(k k k k G +
答案：
解析：因为系统静止，每根弹簧的拉力都等于G/2，设两根弹簧的伸长量分别为x 1、x 2，则重物下降的距离应为
Δx=2
2
1x x +① x 1=12k G ② x 2=22k G
③
将②③两式代入①得：Δx=2
1214)
(k k k k G +
答案：D
答案：D 来源：
题型：单选题，难度：应用
如图所示，质量分别为m 1.m 2.m 3的小物块A .B .C 用两根相同的自然长度为l .劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，在竖直向上的外力F 的作用下静止，小物块A .B .C 可视为质点，A .C 之间的距离是
A.23(2)m m g l k ++
B.23(2)2m m g l k ++
C.23()2m m g l k ++
D.23(2)2m m g l k
++
答案：B
来源：2007年南开模拟十 题型：单选题，难度：理解
如图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分
C
B
A
别为k 1和k 2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧．在这过程中下面木块移动的距离为
A.1211m
B.k g k g m 21
C.k g m 2
2m D.k g 答案：
解析：对下面的弹簧，初态的弹力为F=（m 1+m 2）g ，末态的弹力为F /
=m 2g ，故
Δx=ΔF/k 2=m 1g/k 2。
说明：研究的弹簧是下面的，劲度系数为k 2，力的变化是m 1g 。
答案：C 来源：
题型：单选题，难度：理解
如图所示，原长L
0为100厘米的轻质弹簧放置在一光滑的直槽内，弹簧的一端固定在槽的O 端，另一端连接一小球。这一装置可以从水平位置开始绕O 点缓缓地转到竖直位置。设弹簧的形变总是在其弹性限度内。试在下述（a ）、（b ）两种情况下，分别求出这种装置从原来的水平位置开始缓缓地绕O 点转到竖直位置时小球离开原水平面的高度h 0 。
（a ）在转动过程中，发现小球距原水平面的高度变化出现极大值，且极大值h m 为40厘米。
（b ）在转动的过程中，发现小球离原水平面的高度不断增大。
答案：
提示：写出过程中h随（管子与水平方向夹角）θ变化的函数，然后做极值讨论。第（a）问极值点存在，比较容易；第（b）问极值点不存在，即sinθ＞1 ，得kL0＞2mg 。答：（a）37.5cm ；（b）50cm≤h0＜100cm 。
来源：
题型：计算题，难度：综合
一个重为G的小环套在绕竖直轴旋转的半径为R的光滑大圆环上, 如图所示, 一个倔强系数为k、自然长度为l(l 大圆环的最高点, 下端与小环相连.不计一切摩擦, 求小环静止时弹簧 与竖直方向的夹角. 答案： 解法1运用正交分解法。如图1-4所示，选取坐标系，以小 环所在位置为坐标原点，过原点沿水平方向为x 轴，沿竖直方向为y 轴。∑=+-=02s i n s i n ,0??N F Fx ∑=---=02cos cos ,0??N mg F Fy 解得 ) (2a r c c o s mg kr kL -=? 解法2 用相似比法。若物体在三个力F 1、F 2、F 3作用下处于平衡状态，这三个力必组成首尾相连的三角形F 1、F 2、F 3，题述中恰有三角形AO m 与它相似，则必有对应边成比 例。r N r mg r F ==?cos 2 )(2a r c c o s mg kr kL -=? 来源： 题型：计算题，难度：应用 如图所示，A 物体重力为4N ，B 物体重力为2N ，A 、B 与水平面间的动摩擦因数为0.4， A 、 B 间用轻质弹簧相连，则当两物体在水平外力F 的作用下向右匀速运动时，弹簧的弹力 和水平外力的大小各是多少？ 答案： 0.8N 2.4N 来源：2008年南京市月考三 题型：计算题，难度：理解 如图所示，重力为G 的质点M ，与三根相同的螺旋型轻弹簧相连，静止时，相邻的两弹簧间的夹角为120o 已知弹簧A 、Ｂ对质点的作用力均为2G ，则弹簧C 对质点的作用力大小为多大？ 答案： 解析：互成120o 角的两个等大力的合力与原两力大小相等，本题可能出现两种情况，一是弹簧被压缩则AB 对M 的为合力向上2G ，因为M 受力平衡，这时C 对M 的作用力为G 方向向下；二是弹簧被拉伸，则AB 对M 的合力为2G 向下，故C 对M 的作用力应为3G 向上． 答案：G 向下或3G 向上 来源： 题型：计算题，难度：理解 如图所示，原长分别为1L 和2L 、劲度系数分别为1k 和2k 的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下。两弹簧之间有一质量为1m 的物体，最下端挂着质量为2m 的另一物体。整个装置处于静止状态。 ⑴这时两个弹簧的总长度为多少？ ⑵用一个质量为m 的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，这时平板受到下面物体的压力大小等于多少？ 答案： 解析：⑴对上面弹簧分析有：()g m m kx 211+=，对下面弹簧有：g m x k 222= 因此，弹簧的总长度为=+++2121x x L L 1 212221)(k g m m k g m L L ++ + + ⑵要使两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，必须是上面弹簧伸长x ?，下面弹簧 压缩x ?。 对2m ：g m x k F N 22+??=；对1m ：x k x k g m ??+??=211 因此：=N F 2 1122k k g m k g m ++ 答案：1212221)(k g m m k g m L L ++ + +，2 1122k k g m k g m ++。 来源： 题型：计算题，难度：综合 如右图所示质量均为m 的A 、B 两物体，用劲度系数为K 的轻质弹簧相连， A 被手用外力F 提在空中静止， B 离地面h ，放手后A 、B 下落，且B 与地面碰撞后不反弹，则B 着地后当弹簧被压缩，它对A 的弹力为mg 时，物体A 下落的距离是多少？ 答案： 解析：A 下落的距离由三部分组成：一是共同下落的距离h ，二是弹簧原来的伸长量，三是弹簧后来的压缩量． 故A 下落的距离为：k mg h k g m k g m h L A B 2+=++= 答案：k mg h 2+ 来源：2004年高考江苏 题型：计算题，难度：理解 如图所示，一劲度系数为k 1的弹簧，竖直地放在桌面上，上面压一质量为m 的物体， 另一劲度系数为k 2的弹簧竖直放在物体上面，其下端与物体的上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计.要使下面弹簧的弹力减为原来的3 2 时，应将上面弹簧的上端A 竖直向上提高多少？ 答案： 解析：弹簧最初的压缩量设为x 0，则x 0= 1 k mg 当下面的弹簧被压缩x 1时，上面的弹簧伸长了x 2，则：x 1=1 32 k mg x 2=231k mg A 端上移的高度为x =(x 0-x 1)+x 2=)1 1(312 1k k mg + 当下面的弹簧被拉长x 1时，上面的弹簧伸长了x 2,则x 1′=x 1 x 2′=2 35 k mg A 端上移的高度为x ′=(x 0+x 1′)+x 2′=)11(352 1k k mg + 来源： 题型：计算题，难度：综合 一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2m ，它们的下端平齐并固定，另一端自由，如图所示。当压缩此组合弹簧时，测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示．试求这两根弹簧的劲度系数k 1和k 2 答案： 解析：此物理过程，弹簧压缩测得的力大小就等于弹簧的弹力，并遵守胡克定律． 据题意，当压缩量只有0.2m 的过程只弹簧1发生形变，从图中读出m x 2.0=，N F 2=∵Kx F = ∴()m N x F K /102.02 111===（00'图线的斜率就是K 1） 弹簧组合形变量为0.3m 时，弹簧1的形变量为m x 3.01=弹簧2的形变量m x 1.02=， N F F 521=+，就有52211=+x K x K ，()m N x x K K /201 .03 .010552112=?-=-= 答案：m N /10，m N /20 来源： 题型：计算题，难度：理解 如图，原长分别为L 1和L 2，劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m 1的物体，最下端挂着质量为m 2的另一物体，整个装置处于静止状态.现用一个质量为m 的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，求 （1）m 2上升的高度是多少？ （2）此时平板受到人对其的托力为多大？ 答案： 解：（1）挂上重物后，设上面的弹簧伸长x 1，下面的弹簧伸长x 2 对m 1、m 2所组成的整体，有：g m m x k )(2111+= 对m 2有g m x k 222= 平板把m 2托起后，m 2上升的高度为2 21 2121)(k g m k g m m x x h ++= += （2）用力托起后，上面的弹簧必伸长，下面的弹簧必缩短，设形变量为x ，人对m 的托力为F ， 对m 1、m 2、m 所组成的整体，有 g m m m x k F )(211++=+ 对m 1 有 g m x k x k 221=+ 联立解出 2 11121)(k k g m k g m m m F +- ++=或 2 1122)(k k g m k g m m F ++ += 来源： 题型：计算题，难度：综合 (2006湖南岳阳一中月考)如图所示，劲度系数为k=100 N/m的轻弹簧上端固定在斜面的顶端，下端挂一个放在斜面上的物体（弹簧与斜面平行）. 已知物体只能在P、Q两点间的任何位置处于静止状态， 物体与斜面间的最大静摩擦力为6 N，且物体在Q点时 弹簧处于伸长状态.则P、Q两点间的距离为多少？ 答案： 解析：由平衡条件得： 当物体处在Q点时：kx1+f m=mgsinθ 当物体处在P点时：kx2=mgsinθ+f m 联立解得：PQ=x2-x1=0.12 m=12 cm. 答案：12 cm 来源： 题型：计算题，难度：理解 如右图，两根原长相同的轻弹簧竖直悬挂，其下端用一根跨过动滑轮的 细绳连在一起，不计绳及滑轮质量，不计滑轮摩擦，两弹簧保持原长。若在动滑轮下面挂一个质量为m的重物后，动滑轮下降的高度多大？（已知两弹簧的劲度系数分别为k1、k2） 答案： 解：每根弹簧的拉力为F， 第一根弹簧的伸长为： 第二根弹簧的伸长为： 动滑轮下降的高度： 来源： 题型：计算题，难度：综合 将G=50N的物体静止悬挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了2.0cm,弹簧的弹力是多大?弹簧的倔强系数k=?(如图甲)将弹簧从挂钩处摘下,在O点施加一个竖直向上的50N的拉力(图乙),物体仍然静止,那么弹簧的伸长量是多少? 高中物理必修一相互作用专题 一、重力弹力摩擦力 10.如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力的大小为（）5 如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉 球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力 的大小为（） A．6N B．8N C．10N D．12N 11.探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时， 弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k 分别为多少？请写出详细计算过程。 12. 请在图中画出杆或球所受的弹力 （e） 13如上图e所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO’沿杆方向) A B C D 14. 一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是（）： A 地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了弹力；地面受到了向下的弹力，是因为汽车发生了形变D以上说法都不正确 4. 如图为皮带传动装置，正常运转时的方向如图所示， 当机器正常运转时，关于主动轮上的A 点、与主动轮接触的皮带上的B 点、与从动轮接触的皮带上的C 点及从动轮上的D 点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是（ ） A. A 点受到的摩擦力沿顺时针方向 B. B 点受到的摩擦力沿顺时针方向 C. C 点受到的摩擦力沿逆时针方向 D. D 点受到的摩擦力沿逆时针方向 5.如图4所示，把重为20N 的物体放在倾角的粗糙斜面上，并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N ，则弹簧的弹力：（弹簧与斜面平行） A ．可以为22N ，方向沿斜面向上； B ．可以为2N ，方向沿斜面向上； C ．可以为2N ，方向沿斜面向下； D ．弹力可能为零。 6.如图所示，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，定滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m ，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动，则F 的大小为 （ ） A ．4μmg B ．3μmg C ．2μmg D ．μmg 7.如图所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G 的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？ 解：如左图所示；在斜面上，物体在推力、重力平行于斜面向下的分力Gsin300和滑动摩擦力三个力的作用下，沿斜面斜下方向作匀速直线运动，这三个力的合外力为零。如右图所示。 物体与斜面之间的滑动摩擦因数 A D B C 主动轮 从动轮 v F Q P G G f μμ2 330cos 0==G f 2 2= 3 6=μ 第二章综合练习 一、选择题 1．一本书放在水平桌面上，下列说法正确的是（） A．桌面受到的压力实际就是书的重力 B ．桌面受到的压力是由桌面形变形成的 C ．桌面对书的支持力与书的重力是一对平衡力 D ．桌面对书的支持力与书对桌面的压力一定大小相等，而且为同一性质的力2．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是（） A．一定有弹力，但不一定有摩擦力 B．如果有弹力，则一定有摩擦力 C．如果有摩擦力，则一定有弹力 D．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比 3．一架梯子靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在水平的粗糙地面上，有关梯子的受力情况，下列描述正确的是（） B．受一个竖直的力，两个水平的力A．受两个竖直的力，一个水平的力 D．受三个竖直的力，三个水平的力C．受两个竖直的力，两个水平的力 4．作用于O点的五个恒力的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形，如图所示。这五 个恒力的合力是最大恒力的（） 倍A．2 B ．3倍4．倍C ．D5倍 ，若三力同时作用于某一物体，则该物6N、7N．同一平面内的三个力，大小分别为54N、体所受三力合力的最大值和最小值分别为）（ 、17N．B 3N 、17N．A3N 、5N．D 0 、9N．C 拉法码，使悬线偏点，现在用力F6．如图所示，一个重为5N的大砝码，用细线悬挂在O °时处于静止状态，此时所用离竖直方向30 ）（拉力F的最小值为 5.0N A．2.5N ．B 8.65N ．C4.3N ． D 用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的．如图所示，7 摩擦。如果把绳的长度增加一些，则球对绳的拉）力F和球对墙的压力F的变化情况是（21减小A．F增大，F21 B ．F减小，F增大21 C．F和F都减小21F都增大D．F和21物体受到的斜面的支持力和摩擦力．物体静止在斜面上，若斜面倾角增大（物体仍静止），8 ）的变化情况是（ B．支持力增大，摩擦力减小A．支持力增大，摩擦力增大 ．支持力减小，摩擦力减小 D C．支持力减小，摩擦力增大 二、填空题°的斜面向上匀速滑3711．用弹簧秤称物块时，读数为7.5N，用弹簧秤拉着物块沿倾角为 数擦因的6N动时，读数为，物块与斜面间动摩为。12．作用于同一点的两个力F、F的合力F随F、F的夹角2112变化的情况如图所示，则F=，F=。2113．同一平面中的三个力大小分别为F=6N、F=7N、F=8N，312这三个力沿不同方向作用于同一物体，该物体作匀速运动。若撤消F，这时物体所受F、F的合力大小等于N，合力的方向。231 14．用两根钢丝绳AB、BC将一根电线杆OB垂直固定在地面上， 且它们在同一个平面内，如图所示，设AO=5m，OC=9m， OB=12m，为使电线杆不发生倾斜，两根绳上的张力之比 。为 9分）三、实验题（．在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，某小组得15 ，图中是F出如图所示的图（F与AO共线）1 与F合成的理论值；是F与F合成的实际值，212在实验中如果将两个细绳套换成两根橡皮条，那么实验结 果是否变化？答：（填“变”或“不变”）。 弹簧问题 轻弹簧是不考虑弹簧本身的质量和重力的弹簧，是一个理想模型，可充分拉伸与压缩。 无论轻弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零。 弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。 弹簧弹力是由弹簧形变产生，弹力大小与方向时刻与当时形变对应。一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化。 性质1、轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的力大小是相同的。 其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值。 性质2、两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变——弹簧缓变特性； 有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零。 性质3、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形，拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。 分析弹力时，在未明确形变的具体情况时，要考虑到弹力的两个可能的方向。 弹簧问题的题目类型 1、求弹簧弹力的大小、形变量（有无弹力或弹簧秤示数） 2、求与弹簧相连接的物体的瞬时加速度 3、在弹力作用下物体运动情况分析（往往涉及到多过程，判断v S a F变化） 4、有弹簧相关的临界问题和极值问题 除此之外，高中物理还包括和弹簧相关的动量和能量以及简谐振动的问题 1、弹簧问题受力分析 受力分析对象是弹簧连接的物体，而不是弹簧本身 找出弹簧系统的初末状态，列出弹簧连接的物体的受力方程。（灵活运用整体法隔离法）； 通过弹簧形变量的变化来确定物体位置。（高度，水平位置）的变化 弹簧长度的改变，取决于初末状态改变。（压缩——拉伸变化） 参考点，F=kx 指的是相对于自然长度（原长）的改变量，不一定是相对于之前状态的长度改变量。 抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零的特点求解。 注：如果a相同，先整体后隔离。 隔离法求内力，优先对受力少的物体进行隔离分析。 2、瞬时性问题 题型：改变外部条件（突然剪断绳子，撤去支撑物） 针对不同类型的物体的弹力特点（突变还是不突变），对物体做受力分析 3、动态过程分析 三点分析法（接触点，平衡点，最大形变点） 竖直型： 水平型：明确有无推力，有无摩擦力。物体是否系在弹簧上。 小结：弹簧作用下的变加速运动， 速度增减不能只看弹力，而是看合外力。（比较合外力方向和速度方向判断） 加速度等于零常常是出现速度极值的临界点。速度等于零往往加速度达到最大值。 高中物理弹簧专题总结弹簧涉及的力学问题通常是动态的，常与能量、电场、简谐振动相结合，综合性强、能力要求高，且与日常生活联系密切，近几年来成为高考的热点。下面从几个角度分析弹簧的考查。 一弹簧中牛顿定律的考查与弹簧相连的物体运动时通常会引起弹力及合力发生变化，给物体的受力分析带来一定难度，这类问题关键是挖掘隐含条件，结合牛顿第二定律的瞬时性来分析。 例1 如图1 所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M 、N 固定于杆上，小球处于静止状态。设拔去销钉M 瞬间，小球加速度的大小为12m/s2，若不拔去销钉M 而拔去销钉N 瞬间，小球的加速度可能是（g 取10m/s2）（BC ）A、22 m/s2，竖直向上B、22 m/s2，竖直向下 C、2 m/s2，竖直向上 D、2 m/s2，竖直向下 解析：开始小球处于平衡状态所受的合力为零，拔去销钉M 瞬间小球受的合力与上面弹簧弹力大小相等方向相反。若此时加速度方向向上，则上面弹簧弹力F= m × 12, 方向向下。若拔去销钉N 瞬间则小球受到本身的重力和F，故加速度a=22m/s2，方向竖直向下; 反之则为C。 图2 图1 练习1如图 2 所示，质量为m 的物体A，放置在质量为连，它们一起在光滑的水平面上做简谐运动，振动过程中的物体 B 上，B与轻质弹簧相 A、B 之间无相对运动，设弹簧的劲 度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B 间的摩擦力的大小等于（ mm kx D 、kx M M m A 、0 B、kx C、D、 练习2如图3所示，托盘 A 托着质量为m的重物B， 弹簧的上端悬于O 点，开始时弹簧竖直且为原长。今让托盘 速直线运动，其加速度为a（a 高考物理必修一实验专题 姓名：班级： 【题型一、研究匀变速直线运动】 1、在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中： (1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________。(填选项代号) A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)实验过程中，下列做法正确的是________。 A.先接通电源，再使纸带运动 B.先使纸带运动，再接通电源 C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位：cm)。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小V4＝ ________ m/s，小车的加速度大小为_m/s2。(保留2位有效数字) 2、某同学在做“小车速度随时间变化规律”的实验，细线一端与小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂钩码，通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况。 (1)实验中除了电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有________(填选项代号) A. 220 V、50 Hz 交流电源 B.电压可调的直流电源 C.4-6 V、50 Hz 交流电源 D. 刻度尺 E. 秒表 F. 天平 (2)实验过程中，下列操作正确的是___________(填选项代号) A. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端 B. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器一端 C. 先释放小车，再接通电源 D. 先接通电源，再释放小车 高一物理试题 （考试时间：90分钟 总分：100分） 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分。） 1．下列图1的四个图中，各运动物体不能．． 看作质点的是（） A ．研究投出的篮球运动路径 B ．研究书本在桌面上移动L 的距离所需的时 间 C ．研究地球绕太阳公转 D ．研究子弹头射过扑克牌 2．两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西运动，如果以大地为参照物，上述观察说明（） A . 甲车不动，乙车向东运动 B . 乙车不动，甲车向东运动 C . 甲车向西，乙车向东运动 D . 甲、乙两车以相同的速度向东运动 3．以下计时数据指的是时间的是（） A ．中央电视台新闻联播节目每天19时开播 B ．20XX 年10月24日18时5分5秒“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空 C ．足球比赛上下半场各45分钟 D ．在某场足球赛中，甲队于开赛9分26秒时攻入一球 4．上体育课时，某同学沿着半径为R 的水平圆周跑道跑了1.75圈时，他的（） A ．路程和位移的大小均为3.5πR B ．路程和位移的大小均为2R C ．路程为3.5πR 、位移的大小为2R D ．路程为0.5πR 、位移的大小为2R 5．某质点的位移随时间变化的关系式是：s = 4t —2t 2，s 和t 的单位分别是m 和s ，则质点的 A ．4m/s 和2m/s 2 B ．4m/s 和—4m/s 2 A B C D 图1 C．4m/s 和4m/s2 D．4m/s 和0 6．足球以8m/s的速度飞来，运动员把足球以12m/s的速度反向踢出，踢球时间为0.2s，设足球飞来的方向为正方向，则这段时间内足球的加速度是（） A．- 200m/s2B．200m/ s2C．- 100m/ s2 D ．100m/ s2 7.如图2所示，表示物体做匀变速直线运动的图象是（） 8．关于速度、速度改变量、加速度，正确的说法是（） A．物体运动的速度改变量越大，它的加速度一定越大 B．速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零 C．某时刻物体速度为零，其加速度也为零 D．加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大 9．汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5m/s2,那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移之比为( ) A．1:1 B．3:1 C．3:4 D．4:3 10．一个物体从静止出发以加速度a做匀加速直线运动.经过时间t后,改作以t时刻末的速度做匀速直线运动,则在2t时间内的平均速度是( ) A.3 4 at B. 4 3 at C.3at D. 1 2 at 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题至少有一个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。） 图2 弹簧类模型中的最值问题 在高考复习中，常常遇到有关“弹簧类”问题，由于弹簧总是与其他物体直接或间接地联系在一起，弹簧与其“关联物”之间总存在着力、运动状态、动量、能量方面的联系，因此学生普遍感到困难，本文就此类问题作一归类分析。一、最大、最小拉力问题 例1. 一个劲度系数为k ＝600N/m 的轻弹簧，两端分别连接着质量均为m ＝15kg 的物体A 、B ，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图1所示，现加一竖直向上的外力F 在物体A 上，使物体A 开始向上做匀加速运动，经，B 物体刚离开地面（设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内，且g ＝10m/s 2）。求此过程中所加外力的最大和最小值。 图1 解析：开始时弹簧弹力恰等于A 的重力，弹簧压缩量?l mg k m ==025.，末B 物体刚要离开地面，此时弹簧弹力恰等于B 的重力，??l l m '.==025，故对A 物体有212 2?l at =，代入数据得a m s =42/。刚开始时F 为最小且F ma N N min ===15460×，B 物体刚要离开地面时，F 为最大且有 F mg mg ma max --=，解得F mg ma N max =+=2360。 二、最大高度问题 例2. 如图2所示，质量为m 的钢板与直立弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地面上，平衡时弹簧的压缩量为x 0。一物体从钢板正上方距离为30x 的A 处自由下落打在钢板上，并立即与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动，已知物块质量也为m 时，它们恰能回到O 点，若物体质量为2m 仍从A 处自由下落，则物块与钢板回到O 点时还有向上的速度，求物块向上运动到达的最高点与O 点的距离。 、 高中物理经典问题---弹簧类问题全面总结解读 一：专题训练题 1、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m 的物体,有一水平板 将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开始以加速度a(a ＜g ＝ 匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。 分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x 时，物体受重力mg ，弹簧的弹力F=kx 和平板的支持力N 作用。据牛顿第二定律有： mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma 当N=0时，物体与平板分离，所以此时k a g m x )(-= 因为221at x =，所以ka a g m t )(2-=。 2、如图8所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P 处于静 止，P 的质量m=12kg ，弹簧的劲度系数k=300N/m 。现在给P 施加一个竖直向上的力F ， 使P 从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s 内F 是变力，在0.2s 以后F 是恒 力，g=10m/s 2,则F 的最小值是 ，F 的最大值是 。 ．分析与解：因为在t=0.2s 内F 是变力，在t=0.2s 以后F 是恒力，所以在t=0.2s 时，P 离 开秤盘。此时P 受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于 原长。在0_____0.2s 这段时间内P 向上运动的距离： x=mg/k=0.4m 因为221at x =，所以P 在这段时间的加速度22/202s m t x a == 当P 开始运动时拉力最小，此时对物体P 有N-mg+F min =ma,又因此时N=mg ，所以有 F min =ma=240N. 当P 与盘分离时拉力F 最大，F max =m(a+g)=360N. 3．如图9所示，一劲度系数为k =800N/m 的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m =12kg 的 物体A 、B 。物体A 、B 和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F 在上面 物体A 上，使物体A 开始向上做匀加速运动，经0.4s 物体B 刚要离开地面，设整个 过程中弹簧都处于弹性限度内，取g =10m/s 2 ，求： （1）此过程中所加外力F 的最大值和最小值。 （2）此过程中外力F 所做的功。 解：(1)A 原来静止时：kx 1=mg ① 当物体A 开始做匀加速运动时，拉力F 最小，设为F 1，对物体A 有： F 1＋kx 1－mg =ma ② 当物体B 刚要离开地面时，拉力F 最大，设为F 2，对物体A 有： F 2－kx 2－mg =ma ③ 对物体B 有：kx 2=mg ④ 对物体A 有：x 1＋x 2＝22 1at ⑤ 由①、④两式解得 a =3.75m/s 2 ，分别由②、③得F 1＝45N ，F 2＝285N F 图8 A B F 图 9 图7 高一物理必修一实验专题 一、研究匀变速直线运动 (练习使用打点计时器) 1、电磁式打点计时器:6V 以下得交流电。 电火花式打点计时器:220V 得交流电。 2、交流电得频率为50HZ,打点间隔为0、02s 3、根据纸带算平均速度与瞬时速度 4、算各点得瞬时速度,描点法做出V —t 图 实验:1、先开电源,然后释放小车。 2、开头过于密集得点舍掉,一般每5个点或每隔4个点取一个计 数点,使相邻计数点之间时间间隔为T ＝0、1s 数据处理: 计算法:根据纸带求某点瞬时速度与加速度 (1)求某点瞬时速度,如: T 指相邻两点得时间间隔 (1)瞬时速度 (2)求加速度: a 、理想纸带(即ΔX 相等): b 、不理想纸带(即ΔX 不相等):用逐差法 注意化单位 数据处理:图象法: 1根据所得数据,选择合适得标度建立坐标系,让图象尽量分布在坐标系平面得大部分面积。 2、此实验小车做匀加速直线运动,所以要用直线拟合数据点,让尽可能多得点处在直线上,不在直线上得点应均匀地分布在直线两侧,个别偏离较大点舍去。 二、验证平行四边形定则 1、 实验目得:验证互成角度得两个力合成时得平行四边形定则 2、 实验原理:(1)两个力F 1、F 2得作用效果与一个力F '得作用效果相同:使像皮绳在某一方向伸长一定得(相同)长度。 (2)以F 1、F 2为邻边作平行四边形求出F 1、F 2得合力F,在误差允许得范围内比较F '与F 。如果在误差允许得范围内F '与F 相同,就验证了两个力合成时遵循平行四边形定则。 3、 实验器材:方木板一块;白纸;图钉(若干);橡皮条;细绳套(两个);弹簧秤(两只);三角板;刻度尺;铅笔。 4、 实验条件:为使橡皮绳有较明显得伸长,同时弹簧测力计有较大得示数,两测力计所拉线绳之间得夹角不宜过大与过小,一般在60°～120°之间较合适。 5、 主要测量:用两个测力计拉线绳,使橡皮条伸长,绳得结点到达O 点,记录此时两个测力计得数值F 1与F 2及两个力得方向;用一只测力计重新将结点拉到O 点,记录此时F 得大小与方向。 6、 实验步骤 (1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上得方板上。 (2)用图钉把橡皮条得一端固定在A 点,橡皮条得另一端固定拴上两个细绳套。 (3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点达到O 点。(如图所示)用铅笔记下O 点得位置及两条细绳套得方向,并分别记录两弹簧秤得读数F 1与F 2。 T X X V V EG F 265+==2T X a ?=23216549)()(T X X X X X X a ++-++= 弹簧类系列问题 [P3.] 复习精要 轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，物体的平衡，牛顿定律的应用及能的转化与守恒，是高考命题的重点，此类命题几乎每年高考卷面均有所见,，引起足够重视. (一)弹簧类问题的分类 1、弹簧的瞬时问题 弹簧的两端都有其他物体或力的约束时，使其发生形变时，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。 2、弹簧的平衡问题 这类题常以单一的问题出现，涉及到的知识是胡克定律，一般用f=kx或△f=k?△x来求解。 3、弹簧的非平衡问题 这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。 4、弹力做功与动量、能量的综合问题 在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，一般以综合题出现。有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起。分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。 [P5.] (二)弹簧问题的处理办法 1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化. 2.因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变. 3.在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点： 高中物理弹簧专题 在我们的日常生活中，弹簧形态各异，处处都在为我们服务。常见的弹簧是螺旋形的，叫螺旋弹簧。做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧。螺旋弹簧有长有短，有粗有细：扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长；在抽屉锁里，弹簧又短又细，约几毫米长；有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈，只有一圈，在紧固螺丝螺母时都离不开它。螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且在弹性限度内，形变越大，产生的弹力也越大；一旦外力消失，形变也消失。有的弹簧制成片形的或板形的，叫簧片或板簧。在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片，在许多电器开关中也有铜制的簧片，在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧，在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧。它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向，弯曲得越厉害，这种倾向越强。有的弹簧像蚊香那样盘绕，例如，实验室的电学测量仪表（电流计、电压计）内，机械钟表中都安装了这种弹簧。这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向，叫做扭簧。 形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能： 1. 测量功能 我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长（或压缩）跟外力成正比。利用弹簧这一性质可制成弹簧秤。 2. 紧压功能 观察各种电器开关会发现，开关的两个触头中，必然有一个触头装有弹簧，以保证两个触头紧密接触，使导通良好。如果接触不良，接触处的电阻变大，电流通过时产生的热量变大，严重的还会使接触处的金属熔化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好；至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片，其功能都是使双方紧密接触，以保证导通良好。在盒式磁带中，有一块用磷青铜制成的簧片，利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在钉书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉，另一方面是当最前面的钉被推出后，可以将后面的钉送到最前面以备钉书时推出，这样， 高中物理学习材料 一、选择题 1.下列说法正确的是 [ ] A.变速直线运动的速度是变化的 B.平均速度即为速度的平均值 C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度 D.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度 3.子弹以900m/s的速度从枪筒射出，汽车在北京长安街上行驶，时快时慢，20min行驶了 18km，汽车行驶的速度是54km/h，则 [ ] A.900m/s是平均速度 B.900m/s是瞬时速度 C.54km/h是平均速度 D.54km/h是瞬时速度 4.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v 1=10m/s，v 2 =15m/s ，则 物体在整个运动过程中的平均速度是 [ ] A.12.5m/s B.12m/s C.12.75m/s D.11.75m/s 5.作变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为4m/s，后一半时间的平均速度是8m/s，则全程的平均速度是 [ ] A.7m/s B.5m/s C. 6m/s D. 5.5m/s 6.下列作直线运动的速度-时间图象（图1）中，表示质点作匀变速直线运动的是 [ ] 7.质点作单方 向的匀变速直线运 动时，下列论述中 正确的是 [ ] A.相等的时间内位移相等 B.相等的时间内位移的变化相等 C.相等的时间内速度的变化相等 D.瞬时速度的大小改变，但方向不变 8.一学生在百米赛跑中，测得他在 50m处的瞬时速度为 6m/s，16s末到达终点的瞬时速度为7.5m/s，则它在全程内的平均速度是： [ ] A.6m/s B.6.25m/s C.6.75m/s D.7.0m/s 二、填空题 9.一辆汽车在一条直线上行驶，第1s内通过5m，第2s内通过20m，第3s 内通过20m，第4s内通过 5m.则此汽车在最初 2s内的平均速度是______m/s，中间 2s内的平均速度是______m/s，全部时间内的平均速度是______m/s. 10.匀速直线运动的s-t图象中的______可表示质点运动的快慢，______越大，质点运动的速度也越大. 11.如图2（a）中的图象A表示质点作 ______运动，图象B表示质点作______，图 象C表示质点______；在图（b）中的图象A 表示质点作_______，图象 B表示质点作 _______，图象C表示质点作_______. 三、计算题 12.某运动员在百米跑道上以8m/s的速度跑了80m，然后又以2m/s的速度走了20m，这个运动员通过这段路的平均速度是多少？ 13.图3是甲、乙两物体的位移和速度图象.试根据图象说明从A→B→C→D的各段时间内，甲物体在5s内的位移是多少？你能求出乙物体在5s内的位移吗？ 速度练习题答案 弹簧类问题专题 1、如图所示，a 、b 、c 为三个物块，M ，N 为两个轻质弹簧，R 为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图所示并处于静止状态( ) 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 2、图中a 、b 为两带正电的小球，带电量都是q ，质量分别为M 和m ；用一绝缘弹簧联结，弹簧的自然长度很小，可忽略不计，达到平衡时，弹簧的长度为d0。现把一匀强电场作用于两小球，场强的方向由a 指向b ，在两小球的加速度相等的时刻，弹簧的长度为d ，则( ) A ．若M = m ，则d = d0 B ．若M ＞m ，则d ＞d0 C ．若M ＜m ，则d ＜d0 D ．d = d0，与M 、m 无关 3、如图所示，A 、B 质量均为m ，叠放在轻质弹簧上，当对A 施加一竖直向下的力，大小为F ，将弹簧压缩一段，而且突然撤去力F 的瞬间，关于A 的加速度及A 、B 间的相互作用力的下述说法正确的是( ) A 、加速度为0，作用力为mg 。 B 、加速度为m F 2，作用力为2F mg + C 、加速度为F/m ，作用力为mg+F D 、加速度为m F 2，作用力为2mg F + 4、如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为m1的箱子，箱中有一质量为m2的物体．当箱静止时，弹簧伸长了L1，向下拉箱使弹簧再伸长了L2时放手，设弹簧处在弹性限度内，则放手瞬间箱对物体的支持力为：( ) A.g m L L 212)1(+ B..g m m L L ))(1(2112++ C.g m L L 212 D.g m m L L )(2112+ 5、如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L 、劲度系 第一章 运动的描述 专题一：描述物体运动的几个基本本概念 ◎ 知识梳理 1．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。 2．参考系：被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动，若所选的参考系不同，对其运动的描述就会不同，通常以地球为参考系研究物体的运动。 3．质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如：公转的地球可视为质点，而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。 ’ 物体可视为质点主要是以下三种情形： (1)物体平动时； (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时； (3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。 4．时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，通常说的“2秒末”，“速度达2m/s 时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量．通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5．位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时，可用带有正负号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。 6．速度 （1）．速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。 （2）．瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。 （3）．平均速度：物体在某段时间的位移与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。 ①平均速度是矢量，方向与位移方向相同。 ②平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关。 ③v= t s 是平均速度的定义式，适用于所有的运动， （4）.平均速率：物体在某段时间的路程与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。 ①平均速率是标量。 ②v= t s 是平均速率的定义式，适用于所有的运动。 ③平均速度和平均速率往往是不等的，只有物体做无往复的直线运动时二者才相等。 人教版高中物理必修一测试题含答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 1．下列几个速度中，指瞬时速度的是( ) A．上海磁悬浮列车行驶过程中的速度为400 km/h B．乒乓球运动员陈玘扣出的乒乓球速度达23 m/s C．子弹在枪膛内的速度为400 m/s D．飞机起飞时的速度为300 m/s 2．在公路上常有交通管理部门设置的如图2－3－8所示的限速标志，这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时( ) 图2－3－8 A．平均速度的大小不得超过这一规定数值 B．瞬时速度的大小不得超过这一规定数值 C．必须以这一规定速度行驶 D．汽车上的速度计指示值，有时还是可以超过这一规定值的 3．短跑运动员在100 m比赛中，以8 m/s的速度迅速从起点冲出，到50 m处的速度是9 m/s,10 s末到达终点的速度是10.2 m/s，则运动员在全程中的平均速度是( ) 图2－3－9 A．9 m/s B．10.2 m/s C．10 m/s D．9.1 m/s 4．2012伦敦奥运会上，中国游泳名将孙杨以3分40秒14的成绩，夺得男子400米自由泳冠军，并打破奥运会记录，改写了中国男子泳坛无金的历史，高科技记录仪测得他冲刺终点的速度为 3.90 m/s，则他在400米运动过程中的平均速率约为( ) 图2－3－6 A．2.10 m/s B．3.90 m/s C．1.67 m/s D．1.82 m/s 5．(2013·临高一中高一检测)晓宇和小芳同学从网上找到几幅照片，根据照片所示情景请判断下列说法正确的是( ) 大炮水平发射炮弹轿车紧急刹车 高速行驶的磁悬浮列车13秒15！刘翔出人 实验2探究弹力和弹簧伸长的关系 实验目的1．探究弹力与弹簧伸长的定量关系． 2．学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法． 实验原理弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关，沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的．用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了，即寻求F=kx的关系． 实验器 材 弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸． 实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态的长度l 0，即原长． 2．如下图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长并计算钩码的重力，填写在记录表格里． 3．改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次． 4．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量．x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线． 5．尝试写出曲线的函数式，并解释式中常数的物理意义． 原理简图 注意事项(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．要注意观察，适可而止． (2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀疏，这样作出的图线精确． (3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差． (4)描点画线时，所画曲线不一定经过每一个点，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧． (5)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位， 在探究弹力F与弹簧伸长x的关系时，得到几组数据，既可以由所测数据找出F 与x的对应关系，又可以作出F-x图象，从图象上看出F与x的关系．图象法很容易消除实验测量中的偶然误差． 1.某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指 有关弹簧的题目在高考中几乎年年出现，由于弹簧弹力是变力，学生往往对弹力大小和方向的变化过程缺乏清晰的认识，不能建立与之相关的物理模型并进行分类，导致解题思路不清、效率低下、错误率较高.在具体实际问题中，由于弹簧特性使得与其相连物体所组成系统的运动状态具有很强的综合性和隐蔽性，加之弹簧在伸缩过程中涉及力和加速度、功和能、冲量和动量等多个物理概念和规律，所以弹簧试题也就成为高考中的重、难、热点， 一、“轻弹簧”类问题 在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹簧”，是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计，选取任意小段弹簧，其两端所受张力一定平衡，否则，这小段弹簧的加速度会无限大.故轻弹簧中各部分间的张力处处相等，均等于弹簧两端的受力.弹簧一端受力为F ，另一端受力一定也为F ,若是弹簧秤，则弹簧秤示数为F . 【例1】如图3-7-1所示，一个弹簧秤放在光滑的水平面上，外壳质量m 不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加水平方向的力1F 、2F ，且12F F >，则弹簧 秤沿水平方向的加速度为 ，弹簧秤的读数为 . 【解析】 以整个弹簧秤为研究对象，利用牛顿运动定律得： 12F F ma -=，即12 F F a m -= 仅以轻质弹簧为研究对象，则弹簧两端的受力都1F ，所以弹簧秤的读数为1F . 说明:2F 作用在弹簧秤外壳上，并没有作用在弹簧左端，弹簧左端的受力是由外壳内侧提供的. 【答案】12 F F a m -= 1F 二、质量不可忽略的弹簧 【例2】如图3-7-2所示，一质量为M 、长为L 的均质弹簧平放在光滑的水平面,在弹簧右端施加一水平力F 使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受力情况. 【解析】 弹簧在水平力作用下向右加速运动，据牛顿第二定律得其加速度F a M = ,取弹簧左部任意长度x 为研究对象，设其质量为m 得弹簧上的弹力为： x x F x T ma M F L M L == = 【答案】x x T F L = 三、弹簧的弹力不能突变(弹簧弹力瞬时)问题 弹簧(尤其是软质弹簧)弹力与弹簧的形变量有关，由于弹簧两端一般与物体连接，因弹簧形变过程需要一段时间，其长度变化不能在瞬间完成，因此弹簧的弹力不能在瞬间发生突变. 即可以认为弹力大小和方向不变，与弹簧相比较，轻绳和轻杆的弹力可以突变. 【例3】如图3-7-3所示，木块A 与B 用轻弹簧相连，竖直放在木块C 上，三者静置于地面，A B C 、、的质量之比是1:2:3.设所有接触面都光滑， 当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬时，木块A 和B 的加速度分别是A a = 与B a = 【解析】由题意可设A B C 、、的质量分别为23m m m 、、，以木块A 为研究对象，抽出木块C 前，木块A 受到重力和弹力一对平衡力，抽出木块C 的瞬时，木块A 受到重力和弹力 的大小和方向均不变，故木块A 的瞬时加速度为0.以木块A B 、为研究对象，由平衡条件可知，木块C 对木块B 的作用力3CB F mg =. 以木块B 为研究对象，木块B 受到重力、弹力和CB F 三力平衡，抽出木块C 的瞬时，木块B 受到重力和弹力的大小和方向均不变，CB F 瞬时变为0，故木块C 的瞬时合外力为3mg ,竖直向下，瞬时加速度为1.5g . 【答案】0 说明：区别于不可伸长的轻质绳中张力瞬间可以突变. 【例4】如图3-7-4所示，质量为m 的小球用水平弹簧连接，并用倾角为0 30的光滑木板AB 托住，使 图 3-7-2 图 3-7-1 图 3-7-3 高中物理中的弹簧问题归类 高中物理必修一专题复习 一、参考系 课标要求：理解参考系选取在物理中的作用，会根据实际选定． 知识梳理: 参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体． ①凡是被用作参考系的物体，我们都认为是静止的； ②参考系的选择是任意的，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则．研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系．有时为了研究问题方便，也可以巧妙地选用其它物体做参考系，甚至在分析某些较为复杂的问题时，为了求解简洁，还需灵活地转换参考系． ③物体的运动都是相对参考系而言的，这是运动的相对性．选择不同的参考系来观察同一运动，会有不同结果，要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系． 【例1】“坐地日行八万里，巡看遥天一千河．”这一诗句表明（） A．坐在地上的人是绝对静止的 B．坐在地上的人相对于地球以外的其他星体是运动的 C．人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的 D．以上说法都是错误的 答案：BC 点评：基础题，考查物体运动与参考系的选取．参考系问题往往和我们的日常思维发生矛盾，因为我们生活在地球上，所以我们总是不自觉地以地球为参考系来描述物体的运动，我们处理这类问题时，一定要防止思维定势的影响． 【例2】（2010年广东学业水平考试单选I）在行汽车上的乘客，看到道路两旁的树木不断向后退，这是因为乘客 选择的参考系是（ ） A ．所乘坐的汽车 B ．地面上的建筑物 C ．道路旁的树木 D ．路边站着的人 答案：A 点评：基础题，考查物体运动与参考系的选取． 【例3】甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看某幢高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动； 丙中乘客看甲、乙都在向上运动．这三架电梯相对地面的可能运动情况是（ ） A ．甲向上、乙向下、丙不动 B ．甲向上、乙向上、丙不动 C ．甲向上、乙向上、丙向下 D ．甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 答案：BCD 点评：中难题，考查物体运动与参考系的选取．观察者看到的运动都是相对于自己的运动，明确这一点，一切问题就可迎刃而解了． 【例4】如图所示，ab 、cd 两棒的长度均为L=1m ，a 与c 相距s=20m ，现使两棒同时 开始运动，其中ab 自由下落，cd 棒以初速度v=20m/s 竖直上抛，设两棒运动时不 产生相撞问题，问它们从开始相遇到分开要经过多长时间？ 解析：以ab 为参考系，认为ab 棒静止不动，则cd 棒相对于ab 棒做速度为v=20m/s 的匀速直线运动．两棒从开始相遇到分开相对位移为2L ，故所经历的时间为：t=2L/v=0.1s ． 点评：中难题，考查巧选参考系解题．中学一般选择地面为参考系研究物体的运动，但有时适当选择参考系，能使运动的描述和研究更为简便． 专题训练一： b a c d高中物理必修一相互作用专题
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