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题目
题型:不详难度:来源:
如图1甲所示,劲度系数为k2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物块,另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表面连接在一起,要想使物块在静止时,下面弹簧承受物重的2/3,应将上面弹簧的上端A竖直向上提高的距离是多少?
答案

【解】末态时对物块受力分析如图2依物块的平衡条件和胡克定律
F1+F2′="mg" (1)
初态时,弹簧2弹力
F2 =" mg" = k2△x2(2)
  
  式(3)代入式(1)可得

  由几何关系
d=△x1+△x2-△x2′ (4)
  
解析
由于拉A时,上下两段弹簧都要发生形变,所以题目给出的物理情景比较复杂,解决这种题目最有效的办法是研究每根弹簧的初末状态并画出直观图,清楚认识变化过程

如图1乙中弹簧2的形变过程,设原长为x20,初态时它的形变量为△x2,末态时承重2mg/3,其形变量为△x2′,分析初末态物体应上升△x2-△x2′.
对图丙中弹簧1的形变过程,设原长为x10(即初态).受到拉力后要承担物重的1/3,则其形变是为△x1,则综合可知A点上升量为
  d=△x1+△x2-△x2
【解】末态时对物块受力分析如图2依物块的平衡条件和胡克定律
F1+F2′="mg" (1)
初态时,弹簧2弹力
F2 =" mg" = k2△x2(2)
  
  式(3)代入式(1)可得

  由几何关系
d=△x1+△x2-△x2′ (4)
  
【说明】从前面思路分析可知,复杂的物理过程,实质上是一些简单场景的有机结合.通过作图,把这个过程分解为各个小过程并明确各小过程对应状态,画过程变化图及状态图等,然后找出各状态或过程符合的规律,难题就可变成中档题,思维能力得到提高。
  轻质弹簧这种理想模型,质量忽略不计,由于撤去外力的瞬时,不会立即恢复形变,所以在牛顿定律中,经常用到;并且由于弹簧变化时的状态连续性,在动量等知识中也经常用到,这在高考中屡见不鲜.   
核心考点
试题【如图1甲所示,劲度系数为k2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物块,另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表面连接在一起,要】;主要考察你对牛顿第二定律及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图1所示,在倾角α=60°的斜面上放一个质量m的物体,用k=100N/m的轻弹簧平行斜面吊着.发现物体放在PQ间任何位置恰好都处于静止状态,测得AP=22cm,AQ=8cm,则物体与斜面间的最大静摩擦力等于多少?

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如图2-2所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m,当用于缓慢抬起一端时,木板受到的压力和摩擦力将怎样变化?

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如图2-30,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止。P的质量为12kg,弹簧的劲度系数k=800N/m。现给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运动。已知在前0.2s内F是变化的,在0.2s以后F是恒力,则F最大值是多少?

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一盏电灯重为G,悬于天花板上A点,在电线O处系一细线OB,使电线OA偏离竖直方向的夹角为β=300,如图所示。现保持β角不变,缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止,此时OB与水平方向的交角α等于多少?最小拉力是多少?
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如图所示,一个劈形物体P置于固定的光滑斜面Q上,P的上表面光滑且水平,在P上放一个小物体M.现将P由静止释放,则小物体M在碰到斜面之前的运动是(   )
A.匀速直线运动
B.初速度为零的匀加速直线运动
C.自由落体运动
D.平抛运动

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