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之前已经给大家复习了物理相关的基础知识以及相关的知识点。现在我们给大家分享一些物理学习中的重难点——模型。
学习好模型,对于大家的解题思路和速度都有所帮助,现在我们来从弹簧模型开始~
在物理世界里,能量守恒定律是较根本较核心的规律,制约并指导着宇宙中一切事物的运转,在初中范围内,我们接触更多的,则是能量守恒定律在特殊情况下的表达—机械能守恒定律,在机械能守恒定律的应用里,弹簧模型则是难度较高的问题,中考中涉及不少哦,不管是要理解定律本身,还是想在诊断中取得优异,都是一定得掌握的内容。
那么,要解决弹簧模型,必须得知道哪些基础知识?又得按照怎样的方式来分析呢?
弹簧模型
【模型简介】弹簧模型是受力与运动关系以及机械能守恒定律的综合运用,主要考察物理过程的认知,虽然在初中阶段没有牵涉,由于信息量大分析量也大,对于物理思维能力的要求很高,属于力学中的难点知识,需要重点攻克。
上图A、B、C点分别是弹簧处于自由伸长时,小球受到的弹力和重力相等时,小球被压缩到较低点时的点。(不计空气阻力)
现在我们分别从受力、运动、能量三方面来分析从C点到A点小球的变化。
在整个过程中,小球始终受到竖直向上的F和竖直向下的G。
在CB段
受力分析:小球受到的F>G,F合=F-G F合方向和F相同,竖直向上
运动分析:向上加速运动
能量分析:小球速度增加,动能增加;小球高度增加,重力势能增加;弹簧压缩量减少,弹簧弹性势能减少;弹簧弹性势能转化为小球的动能和重力势能
在 B点
受力分析:小球受到的F=G
运动分析:小球加速结束,速度达到较大值
能量分析:小球速度较大,动能较大
在BA段
受力分析:小球受到的F
运动分析:运动方向与合力方向相反,向上做减速运动
能量分析:小球速度减少,动能减少;小球高度增加,重力势能增加;弹簧压缩量减少,弹簧弹性势能减少;弹簧弹性势能和小球的动能转化为小球重力势能
对小球和弹簧整个系统而言:能量只在它们之间转化,整个系统机械能守恒;
对小球而言:弹簧的弹性势能转化为小球的机械能,所以小球机械能一直在增加,不守恒;
对弹簧而言:同理,弹簧的弹性势能一直在减少,弹簧的机械能也不守恒。
典型例题
【例】如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩到较短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线较高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,就这一过程,下列说法正确的是( )
A.小球受到的弹力逐渐减小
B.小球在b点时重力和弹力大小相等
C.在运动过程中小球的动能不断增大
D.在运动过程中小球的机械能保持不变
【答案】:B
【弹簧模型总结】
1. 弹簧模型解题思路:
先进步:根据关键语句判断机械能是否守恒(是否考虑空气阻力,接触面是否粗糙);
第二步:将物体的运动划分为不同阶段,运用受力与运动的关系判断不同阶段物体的运动状态;
第三步:先通过动能、重力势能以及弹性势能影响因素的变化判断每种能量各自怎么变化,再把减少的能量放在一边,增加的能量放在另外一边,较终的能量转化就是减少的能量转化为增加的能量。
2. 弹簧模型注意事项:
先进点:在所有的弹簧模型中,都会存在F合=0的点,当F合=0时,物体的速度通常达到较大值,反过来,当物体的速度达到较大值时,通常也是F合=0的瞬间,抓住F合=0的特殊位置,是理解物体运动状态变化的关键;
第二点:水平方向的弹簧模型由于只牵涉到弹性势能与动能的相互转化,还比较容易分辨,竖直方向的弹簧模型除了会牵涉到弹性势能与动能的相互转化,还会有重力势能掺和进来,会更麻烦些,分析时一定要把思路理顺,全面考虑所有情况。
以上是为大家整理的初中物理重难点——弹簧模型。同学们还有其他学习上的问题,可拨打学而思爱智康课程免费咨询热线电话:4000-121-121 . 有专业的老师为大家解答。