高中物理关于弹簧的8种模型
高中物理关于弹簧的8种模型:
1.简单弹簧模型：最基本的模型，将弹簧看作一个线性弹性体，满足胡克定律，即弹
簧力与变形量成正比。
2.质点弹簧模型：在简单弹簧模型的基础上，考虑到弹簧两端连接的物体的质量，将
其视为质点，分析弹簧振动、调和运动等问题。
3.弹簧振子模型：将弹簧与一定质量的物体（如小球）组合起来，形成一个简谐振动
系统，研究其振动频率、周期等特性。
4.弹簧串联模型：多个弹簧按照串联方式连接，研究整个系统的弹性特性和变形量的
分布情况。
5.弹簧并联模型：多个弹簧按照并联方式连接，研究整个系统的弹性特性和总的弹簧
常数。
6.弹簧平衡模型：将弹簧与其他物体相连接，使其处于平衡状态，通过分析受力平衡
条件，求解物体的位移和力的大小。
7.弹簧阻尼模型：考虑弹簧振动过程中存在的阻尼现象，引入阻尼系数，分析阻尼对
振动特性的影响。
8.非线性弹簧模型：考虑到弹簧在较大变形下不再满足胡克定律，采用非线性弹簧模
型进行分析，如非线性胡克定律、比例限制等。
高中物理弹簧问题分类全解析
高中物理弹簧问题分类全解析 一、有关弹簧题目类型 1、平衡类问题 2、突变类问题 3、简谐运动型弹簧问题 4、功能关系型弹簧问题 5、碰撞型弹簧问题 6、综合类弹簧问题 二、分类解析 1、平衡类问题 例1.如图示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为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.m1g/k 1 B.m2g/k 2 C.m1g/k 2 D.m2g/k 2 解析：我们把看成一个系统，当整个系统处于平衡状态时，整个系统受重力 和弹力，即 当上面木块离开弹簧时，受重力和弹力，则 【例2】、14、如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg 的物体。细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N 。关于物体受力的判断（取g=9.8m/s2），下列说法正确的是C A.斜面对物体的摩擦力大小为零 B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ，方向沿斜面向上 C. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ，方向沿斜面向下 D. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ，方向垂直斜面向上 练习1、（2010山东卷）17．如图所示，质量分别为1m 、2m 的两个物体通过轻弹簧连接，在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（1m 在地面，2m 在空中），力F 与水平方向成 角。则1m 所受支持力N 和摩擦力f 正确的是AC
A ．12sin N m g m g F θ=+- B ．12cos N m g m g F θ=+- C ．cos f F θ= D ．sin f F θ= 2、在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0kg 的木板相连。若在木板上再作用一个竖直向下的力F 使木板缓慢向下移动0.1米，力F 作功2.5J,此时木板再次处于平衡，力F 的大小为50N ，如图所示，则木板下移0.1米的过程中，弹性势能增加了多少？ 解：由于木板压缩弹簧，木板克服弹力做了多少功，弹簧的弹性势能就增加了多少,即：（木板克服弹力做功，就是弹力对木块做负功）， W 弹＝－mgx －W F =－4.5J 所以弹性势 能增加4.5焦耳 点评：弹力是变力，缓慢下移，F 也是变力，所以弹力功 2、突变类问题 例1、一个轻弹簧一端B 固定,另一端C 与细绳的一端共同拉住一个质量为m 的小球,绳的另一端A 也固定,如图所示,且AC 、BC 与竖直方向夹角分别为21θθ、、,求 （1）烧断细绳瞬间,小球的加速度 （2）在Ｃ处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度 解:(1)若烧断细绳的瞬间，小球的所受合力与原来AC 绳 拉力TAC 方向等大、反向，即加速度a 1方向为AC 绳的反向，原来断绳前，把三个力画到一个三角形内部，由正弦定理知： mg/sin(180°-θ1-θ2)=T AC /sinθ2， 解得T AC =mgsinθ2/sin(180°-θ1-θ2)=mgsinθ2/sin(θ1+θ2)， 故由牛顿第二定律知：a 1=T AC /m=gsinθ2/sin(θ1+θ2) 或者: F AC ×cosθ1+F BC ×cosθ2=mg F AC ×sinθ1=F BC ×sinθ2 解之得 F AC =mgsinθ2/sin(θ1+θ2) 则瞬间加速度大小a 1=gsinθ2/sin(θ1+θ2)，方向AC 延长线方向。 0k F E mgx W W ∆=++=弹50J W Fx ≠=弹 E W ∆=-弹弹
高考物理弹簧模型总结
高考物理弹簧模型总结 第一篇：高考物理弹簧模型总结 特级教师分析2013年高考物理必考题：含弹簧的物理模型 【命题规律】 高考中常出现的物理模型中，斜面问题、叠加体模型、含弹簧的连接体、传送带模型等在高考中的地位特别重要，本专题就这几类模型进行归纳总结和强化训练；传送带问题在高考中出现的概率也较大，而且解题思路独特，本专题也略加论述． 有些问题在高考中变化较大，或者在前面专题中已有较全面的论述，在这里就不再论述和例举．试卷中下列常见的物理模型出现的概率较大：斜面问题、叠加体模型(包含子弹射入)、带电粒子的加速与偏转、天体问题(圆周运动)、轻绳(轻杆)连接体模型、传送带问题、含弹簧的连接体模型． 高考命题以《考试大纲》为依据，考查学生对高中物理知识的掌握情况，体现了“知识与技能、过程与方法并重”的高中物理学习思想．每年各地的高考题为了避免雷同而千变万化、多姿多彩，但又总有一些共性，这些共性可粗略地总结如下： 三、含弹簧的物理模型纵观历年的高考试题，和弹簧有关的物理试题占有相当大的比重．高考命题者常以弹簧为载体设计出各类试题，这类试题涉及静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、振动问题、功能问题等，几乎贯穿了整个力学的知识体系．为了帮助同学们掌握这类试题的分析方法，现将有关弹簧问题分类进行剖析．对于弹簧，从受力角度看，弹簧上的弹力是变力；从能量角度看，弹簧是个储能元件．因此，弹簧问题能很好地考查学生的综合分析能力，故备受高考命题老师的青睐． “高考直通车”联合衡水毕业清华北大在校生将于2013年5月中旬推出的手写版高考复习笔记，希望对大家复习备考有所帮助。该笔记适合2014年、2015年、2016年高考生使用。凡2013年5月中旬之后购买的高
高中物理68个解题模型
高中物理68个解题模型 物理作为一门自然科学，研究的是物质和能量之间的相互关系。在高中物理学习中，解题是一个重要的环节。为了帮助同学们更好地掌握物理知识，提高解题能力，本文将介绍高中物理中常见的68个解题模型。 一、力学部分 1. 牛顿第一定律模型：物体静止或匀速直线运动时，合外力为零。 2. 牛顿第二定律模型：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。 3. 牛顿第三定律模型：任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。 4. 重力模型：物体受到的重力与物体的质量成正比。 5. 弹簧模型：弹簧的伸长或缩短与外力的大小成正比。 6. 摩擦力模型：物体受到的摩擦力与物体受到的压力成正比。 7. 斜面模型：物体在斜面上滑动时，重力分解为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力。 8. 动量守恒模型：在没有外力作用下，物体的总动量保持不变。 9. 能量守恒模型：在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。 二、热学部分
10. 热传导模型：热量从高温物体传递到低温物体。 11. 热膨胀模型：物体受热后会膨胀，受冷后会收缩。 12. 热平衡模型：两个物体处于热平衡时，它们的温度相等。 13. 热容模型：物体吸收或释放的热量与物体的质量和温度变化成正比。 14. 理想气体状态方程模型：PV = nRT，描述了理想气体的状态。 15. 热力学第一定律模型：热量的增加等于物体内能的增加与对外做功的总和。 三、光学部分 16. 光的直线传播模型：光在均匀介质中直线传播。 17. 光的反射模型：光线与平面镜或曲面镜相交时，遵循入射角等于反射角的规律。 18. 光的折射模型：光线从一种介质射入另一种介质时，遵循折射定律。 19. 光的色散模型：光在经过棱镜等介质时，会发生色散现象。 20. 光的干涉模型：两束相干光叠加时，会出现干涉现象。 21. 光的衍射模型：光通过狭缝或物体边缘时，会发生衍射现象。 22. 光的偏振模型：光的振动方向只在一个平面上。
高中物理弹簧弹力问题归类总结
弹簧问题归类 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，施加弹簧上水平方向的力1F 和称外壳上的力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，使小球恰好处于静止状态.当AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为 ( ) A.0 B.大小为 23 3 g ，方向竖直向下 C.大小为233g ，方向垂直于木板向下 D. 大小为23 3 g , 方向水平向右 【解析】 末撤离木板前，小球受重力G 、弹簧拉力F 、木板支持力N F 作用而平衡，如图3-7-5所示，有 cos N mg F θ =.撤离木板的瞬间，重力G 和弹力F 保持不变(弹簧弹力不能突变)，而木板支持力N F 立即消失,小球所受G 和F 的合力大小等于撤之前的N F (三力平衡)，方向与N F 相反，故加速度方向为垂直木板向下，大小为23cos 3 N F g a g m θ= == 【答案】 C. 四、弹簧长度的变化问题 设劲度系数为k 的弹簧受到的压力为1F -时压缩量为1x -，弹簧受到的拉力为2F 时伸长量为2x ，此时的“-”号表示弹簧被压缩.若弹簧受力由压力1F -变为拉力2F ，弹簧长度将由压缩量1x -变为伸长量2x ，长度增加量为12x x +.由胡克定律有: 11()F k x -=-,22F kx =.则:2121()()F F kx kx --=--,即F k x ∆=∆ 说明:弹簧受力的变化与弹簧长度的变化也同样遵循胡克定律，此时x ∆表示的物理意义是弹簧长度的改变量，并不 是形变量. 【例5】如图3-7-6所示，劲度系数为1k 的轻质弹簧两端分别与质量为1m 、2m 的物块1、2拴接，劲度系数为2k 的 轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态.现将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中，物块2的重力势能增加了 ,物块1的重力势能增加了 . 【解析】由题意可知，弹簧2k 长度的增加量就是物块2的高度增加量，弹簧2k 长度的增加量与弹簧1k 长度的增加图 3-7-4 图 图 3-7-2 图 3-7-1 图 3-7-3 图 3-7-6
2023年高考物理总复习核心素养微专题(二)模型建构—— 弹簧模型
模型建构——弹簧模型 弹簧问题综合性大,但弹簧问题往往是由几个基本的模型组合而成,掌握弹簧问题的基本模型,对于解决复杂的弹簧问题有很重要的意义。处理复杂的弹簧模型,要应用基本的弹簧模型,应用力的观点、能的观点以及动量的观点解决问题。 类型 图示 规律分析 瞬时性 初始时,A 、B 紧挨在一起但A 、B 之间无压力。剪断细绳的瞬间, 弹簧的弹力不能突变,AB 系统受到的合外力等于B 的重力,用整体法求AB 的加速度,隔离法求A 、B 间的相互作用力 对称性 斜面光滑,物块B 紧靠挡板,物块A 被外力控制恰使弹簧处于原长状态。撤去外力后,A 物块的运动具有对称性 分离性 撤去外力F ,AB 向上运动的过程中,A 、B 相互作用力为0的位置为A 、B 分离的位置 不变性 弹性势能与物体质量无关,相等的伸长量和缩短量弹性势能相等 弹性势能不变模型 光滑斜面上物块A 被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O 点,如图所示,现将A 沿斜面拉 到B 点无初速度释放,物块在BC 范围内做简谐运动,则下列说法错误的是 ( ) A.在运动过程中,物块A 和弹簧组成的系统机械能守恒 B.从B 到C 的过程中,合外力对物块A 的冲量为零 C.物块A 从B 点到O 点过程中,动能的增量等于弹性势能的减小量 D.B 点时物块A 的机械能最小
【解析】选C。在运动过程中,物块A和弹簧组成的系统机械能守恒,故A正确;从B到C的过程中,根据冲量定理可知Ft=mv C-mv B,由于B、C两点的速度为零,故合外力对物块A的冲量为零,故B正确;从B点到O点的过程中,对物块A根据动能定理可知-mgh-W弹=1 2 m v O2-0,故动能的增量等于弹性势能的减小量减去克服重力做的功,故C错误;物块A和弹簧系统机械能守恒;B 点时弹簧的弹性势能最大,故物块A的机械能最小,故D正确。 弹性势能对称模型 (2022·湖北选择考)如图所示,质量分别为m和2m的小物块Р和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑,Q与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。若剪断轻绳,Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为() A.μmg k B.2μmg k C.4μmg k D.6μmg k 【解析】选C。Q恰好能保持静止时,设弹簧的伸长量为x,满足kx=2μmg,若剪断轻绳后,物块P与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的最大压缩量也为x,因此Р相对于其初始位置的最大位移大小为s=2x=4μmg k ,故选C。 碰撞模型 (2022·全国乙卷)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;物块B向A运动,t=0时与弹簧接触,到t=2t0时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的v-t 图像如图(b)所示。已知从t=0到t=t0时间内,物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后,A 滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ(sinθ=0.6),与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求:
高考物理建模之弹簧模型
高考物理建模之弹簧模型 弹簧模型是高中物理里非常重要的建模，是高考物理必考的模型。相比轻绳模型、轻杆模型，弹簧模型考查题型更加多样化，涉及的内容更加广全。可以说，弹簧模型是历年高考物理的一个热点难点。 弹簧模型特点 轻质弹簧质量可忽略，弹簧可以可压可伸，弹簧可产生拉力也可产生支持力。在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的压缩量或伸长量成正比。 弹簧模型规律 1、同一根弹簧的弹力处处相等； 2、弹力方向一定沿着弹簧轴线，并且与弹簧形变方向相反； 3、弹力有指定公式：F=kx，其中x表示弹簧的压缩量或伸长量，非弹簧长度； 4、弹簧弹力"瞬时"不会突变； 5、弹簧处于原长时没有弹性势能，弹簧发生形变后具有弹性势能。弹性势能有指定公式： F=kx2/2，该公式高中物理里没有涉及到，但仍然可以作为选择题判断的依据； 6、弹性势能与弹力做功关系：弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加； 7、弹力做功特点：与物体运动的路径无关，只与物体的始末位置有关（这和重力做功、电场力做功有共性）； 处理方法 根据物体所处状态选择相对应的定则、定理或定律，具体表现：涉及平衡问题用平衡条件F合=0分析，涉及加速减速用牛顿运动定律，涉及圆周运动用向心力知识，涉及能量转化往往用动能定律、机械能守恒定律或能量转化定律等知识。 弹簧模型常见题型 一、弹簧涉及的平衡问题 梳理清楚研究对象，然后受力分析。有时受力物体可能是一个结点，有时是弹簧的某一点，这就要根据题目来做判断。然后利用F合=0列式求解。 经典例题 1、如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零，以l1、l 2、l 3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）
高中物理力学模型的归类与总结
高中物理力学模型的归类与总结 福建省沙县金沙高级中学365500 物理模型是高中物理知识的重要载体，其中绝大多数内容都是以物理模型为基础和载体 向学生传递知识的。物理模型不仅是学生获得物理知识的一种基本方法，更是一种培养学生 应用能力和创新能力的重要工具。本文主要讲述了物理模型的概念及分类方法，并结合整个 高中物理中的重点和难点知识对物理模型进行分类与总结，最后指出运用物理模型教学的意义。 解决物理问题最重要的方法是建立物理模型，可以将物理问题总结为这样的一句话：处 于某种物理状态或某种物理过程中的某物理研究对象在某物理条件下的问题。 在物理学中，不论是解决什么样的问题，都应遵循以下的四个原则： 其一，明确研究和学习的对象。 其二，明确研究和学习的对象所处的状态。 其三，明确状态的变化过程及此过程中的特征。 其四，选择正确的方式解决该物理问题。 由以上对物理问题的特点及解决物理问题方法的思考，拟分高中物理模型为以下三类： 1.对象模型：对象模型是由用来代替实际物体的具体物质组成，且能代表研究对象本质 的实物系统。 2.条件模型：高中物理模型中的条件模型就是将研究对象所处的外部条件理想化，舍去 条件中的非本质因素，抓住其本质因素，将所研究的问题化难为易而建立起来的一种模型。 3.过程模型：过程模型是将物理过程理想化、纯粹化后抽象出的新的物理过程。分清影 响物理过程的主要因素和次要因素，只保留其中的主要因素，忽略次要因素，即得到了过程 模型。 根据以上对物理模型的分类，本文从力学从以上三种模型对高中物理模型进行归类与总结。 一、在力学中常见的对象模型 1.质点：把物体看成是没有质量，只有大小的点。在研究物理问题时，若物体的形状和 大小对所研究的问题影响很小或没有影响时，我们就可以把所研究的对象看成质点。那么， 在何种的情况下，物体的形状和大小是不是对所研究的问题影响很小或没有影响呢？通过观 察可以发现，在以下的三种情况下可以将研究的对象看成质点：（1）物体只做平动；（2） 只研究物体的平动，而不考虑其转动效果；（3）物体的位移远远大于物体本身的尺寸，如 远航的巨轮，人造卫星等。 2.轻弹簧、轻绳、轻杆、橡皮绳、轻滑轮、滑环：不计质量以及与质量有关的重力、动能、动量。下面就其中一些重要的模型，进行详细说明。（1）轻弹簧模型：同一根弹簧上 各点弹力大小处处相等，因弹簧形变需要一段时间，瞬间内的形变量可以忽略不计，即弹簧 上的弹力不能突变。（2）轻绳模型：“轻绳”在物理学上是个绝对柔软的物体，它的质量可忽 略不计，只产生拉力，一段轻绳上的拉力处处相等，且拉力的方向沿着绳的方向并指向绳收 缩的方向。因轻绳的劲度系数很大，所以轻绳在受力的时候形变非常微小，可以看做是不可 伸长。与轻弹簧模型最大的区别是轻绳上的拉力可以突变。在高中物理中所涉及的绳子问题中，除有特别的说明或有明显的暗示是弹性绳外，一般都可以视为轻绳模型。（3）轻杆模型：轻杆的劲度系数和轻绳一样，非常大，均可以看做是不可伸长或压缩。轻杆模型是高中 物理中的一个重点也是难点所在。所以这里特别说明一下。在具体的题目中要注意去判断杆 是“活杆”还是“死杆”，如果杆是固定的，我们认为杆是“死杆”，它可以产生拉力、压力和侧 向力，力的方向不一定沿着杆的方向；如果杆是可以绕铰链转动的，我们认为杆是“死杆”， 杆只能产生沿杆方向的力，这个力可以是拉力，也可以是压力。（4）橡皮绳：质量和重力 均可视为零，只能受拉力，不能受压力，受力形变明显。同一根橡皮绳中各点张力大小相等，沿绳方向，不可突变，但被剪断时弹力立即消失。（5）轻滑轮：一般与轻绳组合，不计质 量和重力，滑轮两侧轻绳拉力相等。（6）滑环：光滑圆环，忽略物体所受到的阻力，既可 施加拉力，又可承受压力，力的方向沿环径向。 3.弹簧振子：带有小孔的小球穿在光滑的杆上并装在弹簧的一端，使其能够自由地滑动，
高考物理模型 弹簧模型
2019高考物理模型弹簧模型 弹簧模型是以轻质弹簧为载体，与详细实际问题相结合，考察运动学、动力学、能量守恒、动量守恒、振动问题、功能关系、物体的平衡等相关问题。有关弹簧的知识，是高考考察的重点，同时也是高考的难点，几乎每年的高考都会考察该内容，所以备考时要引起足够的重视. 轻弹簧是一种理想化的物理模型，分析问题时不需要考虑弹簧本身的质量和重力.处理弹簧模型时，需要掌握以下知识点： 1.弹簧弹力的计算 弹簧弹力的大小可以由胡克定律来计算，即弹簧发生形变时，在弹性限度内，弹力的大小与弹簧伸长〔或缩短〕的长度成正比，数学表达式为，其中是一个比例系数，叫弹簧的劲度系数.弹簧的弹力不是一个恒定的力，而是一个变力，其大 小随着弹簧形变量的变化而变化，同时还与弹簧的劲度系数有关。 2.弹簧弹力的特点 〔1〕弹簧弹力的大小与弹簧的形变量有关，当弹簧的劲度 系数保持不变时，弹簧的形变量，弹簧的形变量发生变化，弹簧的弹力相应地发生变化;形变量不变，弹力也力也就保 持不变，由于弹簧的形变不能发生突变，故弹簧的弹力也不能瞬间发生变化，这与绳子的受力情况不同.
〔2〕当轻弹簧受到外力的作用时，无论弹簧是处于平衡状态还是处于加速运动状态，弹簧各个部分所受的力的大小是一样的. 〔3〕弹簧弹力的方向与弹簧的形变有关，在拉伸和压缩两种情况下，弹力的方向相反.在分析弹簧弹力的方向时，一定要全面考虑，假如题目没有说明是哪种形变，那么就需要考虑两种情况. 〔4〕根据胡克定律可知，弹力的大小与形变量成正比，方向与形变的方向相反，可以将胡克定律的表达式写成F=kx，即弹簧弹力是一个线性回复力，故在弹力的作用下，物体会做简谐运动. 3.弹性势能与弹力的功 弹簧可以存储弹性势能，其大小为Ep=kx2/2，在高中阶段不需要掌握该公式，但要知道形变量越大，弹性势能就越大，在形变量一样的情况下，弹性势能是相等的;一般情况下，通常利用能量守恒定律来求弹簧的弹性势能，由于弹簧弹力是一个变力，弹力的功就是变力的功，可以用平均力来求功，也可以通过功能关系和能量守恒定律来求解. 4.常见的弹簧类问题 〔l〕弹簧的平衡与非平衡问题; 〔2〕弹簧的瞬时性问题; 〔3〕弹簧的碰撞问题;
108个高中物理模型
108个高中物理模型 1. 力的作用点模型：描述力在物体上的作用位置和方向。 2. 弹簧振子模型：描述弹簧的伸缩和振动过程。 3. 摆锤模型：描述摆锤的摆动过程和周期。 4. 斜面滑动模型：描述物体在斜面上的滑动过程和摩擦力的影响。 5. 圆周运动模型：描述物体在圆形轨道上的运动过程和向心力的作用。 6. 万有引力模型：描述两个物体之间的引力作用和距离的关系。 7. 电磁感应模型：描述磁场变化时产生的电动势和电流。 8. 静电场模型：描述带电粒子在静电场中的受力和运动。 9. 电荷分布模型：描述电荷在物体表面的分布和电场强度的关系。 10. 电路模型：描述电流在电路中的流动和电阻、电容等元件的作用。 11. 磁通量模型：描述磁场通过闭合曲面的数量和磁通量密度的关系。 12. 热传导模型：描述热量在物体内部的传递和导热系数的关系。
13. 热辐射模型：描述物体表面辐射出的热量和温度的关系。 14. 气体分子运动模型：描述气体分子的运动状态和温度、压力的关系。 15. 液体静力学模型：描述液体中的压力分布和液体高度的关系。 16. 液体动力学模型：描述液体中的速度分布和黏度的关系。 17. 声波传播模型：描述声波在介质中的传播和速度的关系。 18. 光的传播模型：描述光在介质中的传播和折射、反射等现象。 19. 光的干涉模型：描述两束或多束光的叠加和干涉现象。 20. 光的衍射模型：描述光通过狭缝或小孔时的衍射现象。 21. 光的偏振模型：描述光的振动方向和偏振现象。 22. 光的吸收和散射模型：描述光在物质中的吸收和散射现象。 23. 光电效应模型：描述光子与物质相互作用时产生的电子和能量转移。 24. 原子结构模型：描述原子中电子的能级结构和原子光谱。 25. 核反应模型：描述核子之间的相互作用和核反应过程。 26. 量子力学模型：描述微观粒子的行为和量子态的变化。 27. 相对论模型：描述高速运动物体的时间、长度等物理量
高中物理必修一弹簧问题
高中物理弹簧模型问题 一、物理模型：轻弹簧是不计自身质量，能产生沿轴线的拉伸或压缩形变，故产生向内或向外的弹力。 二、模型力学特征：轻弹簧既可以发生拉伸形变，又可发生压缩形变，其弹力方向一定沿弹簧方向，弹簧两端弹力的大小相等，方向相反。 三、弹簧物理问题： 1．弹簧平衡问题：抓住弹簧形变量、运动和力、促平衡、列方程。 2．弹簧模型应用牛顿第二定律的解题技巧问题： （1） 弹簧长度改变，弹力发生变化问题：要从牛顿第二定律入手先分析加速度，从而 分析物体运动规律。而物体的运动又导致弹力的变化，变化的规律又会影响新的 运动，由此画出弹簧的几个特殊状态（原长、平衡位置、最大长度）尤其重要。 （2） 弹簧长度不变，弹力不变问题：当物体除受弹簧本身的弹力外，还受到其它外力 时，当弹簧长度不发生变化时，弹簧的弹力是不变的，出就是形变量不变，抓住 这一状态分析物体的另外问题。 （3） 弹簧中的临界问题：当弹簧的长度发生改变导致弹力发生变化的过程中，往往会 出现临界问题：如“两物体分离”、“离开地面”、“恰好”、“刚好”……这 类问题找出隐含条件是求解本类题型的关键。 3．弹簧双振子问题： 它的构造是：一根弹簧两端各连接一个小球（物体），这样的装置称为“弹簧双振子”。本模型它涉及到力和运动、动量和能量等问题。本问题对过程分析尤为重要。 1．弹簧称水平放置、牵连物体弹簧示数确定 【例1】物块1、2放在光滑水平面上用轻弹簧相连，如图1所示。今对物块1、2分别施以相反的水平力F1、F2，且F1>F2，则： A ． 弹簧秤示数不可能为F1 B ． 若撤去F1，则物体1的加速度一定减小 C ． 若撤去F2，弹簧称的示数一定增大 D ． 若撤去F2，弹簧称的示数一定减小 即正确答案为A 、D 【点评】对于轻弹簧处于加速状态时要运用整体和隔离 分析，再用牛顿第二定律列方程推出表达式进行比较讨 论得出答案。若是平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。主要看能使弹簧发生形变的力就能分析出弹簧的弹力。 2．绳子与弹簧瞬间力的变化、确定物体加速度 【例2】四个质量均为m 的小球，分别用三根绳子和一根轻弹簧相连，处于平衡状态，如图所示。现突然迅速剪断1A 、1B ，让小球下落。在剪断轻绳的瞬间，设小球1、2、3、4 的加速度分别用a1 a2 a3 a4表示，则： （ ） A ．a1=0，a2=2g ，a3=0，a4=2g B 。a1=g ， a2=g ， a3=2g ，a4=0
高中物理二轮专题——弹簧模型
高中物理第二轮专题——弹簧模型 高考分析： 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.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、功和能等多个物理概念和规律，所以弹簧类问题也就成为高考中的重、难、热点.我们应引起足够重视. 弹簧类命题突破要点： 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：W k =-（ 21kx 22-2 1kx 12），弹力的功等于弹性势能增量的负值或弹力的功等于弹性势能的减少.弹性势能的公式E p =21kx 2，高考不作定量要求，该公式通常不能直接用来求弹簧的弹性势能，只可作定性讨论.因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解. 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.故簧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，则弹簧秤示数等于弹簧自由端拉力的大小. 【例1】如图所示，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 . 二、质量不可忽略的弹簧 【例2】如图所示，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. 三、弹簧长度的变化问题（胡克定律的理解与应用） 【例3】如图所示，劲度系数为1k 的轻质弹簧两端分别与质量为1m 、2m 的物块1、2拴 接，劲度系数为2k 的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统 处于平衡状态.现将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中，物块2的重力势能增加了 ,物块1的重力势能增加了 .
弹簧类问题的几种模型及其处理方法
弹簧类问题的几种模型及其处理方法
弹簧类问题的几种模型及其处理方法 学生对弹簧类问题感到头疼的主要原因有以下几个方面：首先，由于弹簧不断发生形变，导致物体的受力随之不断变化，加速度不断变化，从而使物体的运动状态和运动过程较复杂。其次，这些复杂的运动过程中间所包含的隐含条件很难挖掘。还有，学生们很难找到这些复杂的物理过程所对应的物理模型以及处理方法。根据近几年高考的命题特点和知识的考查，笔者就弹簧类问题分为以下几种类型进行分析，供读者参考。 一、弹簧类命题突破要点 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，首先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、平衡位置等，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，结合物体受其他力的情况来分析物体运动状态。 2．因软质弹簧的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：弹力做功等于弹性势能增量 的负值。弹性势能的公式，高考不作定量要求，可作定性讨论，因此在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。 二、弹簧类问题的几种模型 1．平衡类问题 例1．如图1所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块m2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将m1缓慢竖
2020高考物理考前必备5--常考的十八个模型
2020高考物理考前必备5--常考的十八个模型总结 目录 ...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 一、连接体模型 (1) 二、斜面模型 (2) 三、板块模型 (3) 四、传送带模型 (3) 五、小船渡河模型 (4) 六、关联速度模型 (4) 七、平抛模型 (5) 八、圆周运动模型 (6) 九、卫星变轨模型 (7) 十、双星与天体追及相遇问题 (8) 十一．“子弹打木块”模型 (8) 十二、“弹簧碰撞”模型 (9) 十三、带电粒子在电场中的偏转运动 (10) 十四、带电粒子在有界匀强磁场中的运动 (11) 十五、带电粒子在组合场中的运动 (12) 十六、单杆+电阻+导轨四种模型 (13) 十七、远距离输电模型 (14) 十八、能级跃迁模型 (15) 一、连接体模型 1．连接体的类型 (1)轻绳连接体
(2)接触连接体 (3)弹簧连接体 2．连接体的运动特点 轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等． 轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比． 轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变量最大时，两端连接体的速率相等． 二、斜面模型 1.斜面模型是高中物理中最常见的模型之一，斜面问题千变万化，斜面既可能光滑，也可能粗糙；既可能固定，也可能运动，运动又分匀速和变速；斜面上的物体既可以左右相连，也可以上下叠加。物体之间可以细绳相连，也可以弹簧相连。求解斜面问题，能否做好斜面上物体的受力分析，尤其是斜面对物体的作用力（弹力和摩擦力）是解决问题的关键。 对沿粗糙斜面自由下滑的物体做受力分析，物体受重力mg 、支持力F N 、动摩擦力f ，由于支持力 θcos mg F N =，则动摩擦力θμμcos mg F f N ==，而重力平行斜面向下的分力为θsin mg ，所以当 θμθcos sin mg mg =时，物体沿斜面匀速下滑，由此得θμθcos sin =，亦即θμtan =。 所以物体在斜面上自由运动的性质只取决于摩擦系数和斜面倾角的关系。 当θμtan <时，物体沿斜面加速速下滑，加速度)cos (sin θμθ-=g a ； 当θμtan =时，物体沿斜面匀速下滑，或恰好静止； 当θμtan >时，物体若无初速度将静止于斜面上；
高中物理全部模型归纳(包括运动学动力学电磁学) 带答案解析
高考物理解题模型 目 录 第一章 运动和力 一、追及、相遇模型； 二、先加速后减速模型； 三、斜面模型； 四、挂件模型； 五、弹簧模型（动力学）； 第二章 圆周运动 一、水平方向的圆盘模型； 二、行星模型； 第三章 功和能； 一、水平方向的弹性碰撞； 二、水平方向的非弹性碰撞； 三、人船模型； 四、爆炸反冲模型； 第四章 力学综合 一、解题模型； 二、滑轮模型； 三、渡河模型； 第五章 电路 一、电路的动态变化； 二、交变电流； 第六章 电磁场 一、电磁场中的单杆模型； 二、电磁流量计模型； 三、回旋加速模型；四、磁偏转模型； ****第一章 运动和力 一、追及、相遇模型 模型讲解： 1． 火车甲正以速度v 1向前行驶，司机突然发现前方距甲d 处有火车乙正以较小速度v 2同向匀速行驶，于 是他立即刹车，使火车做匀减速运动。为了使两车不相撞，加速度a 应满足什么条件？ 解析：设以火车乙为参照物，则甲相对乙做初速为)(21v v -、加速度为a 的匀减速运动。若甲相对乙的速度为零时两车不相撞，则此后就不会相撞。因此，不相撞的临界条件是：甲车减速到与乙车车速相同时，甲相对乙的位移为d 。 即：d v v a ad v v 2)(2)(02 212 21-=-=--，， 故不相撞的条件为d v v a 2)(2 21-≥ 2． 甲、乙两物体相距s ，在同一直线上同方向做匀减速运动，速度减为零后就保持静止不动。甲物体在前， 初速度为v 1，加速度大小为a 1。乙物体在后，初速度为v 2，加速度大小为a 2且知v 1