解答两种势能问题常见错误剖析

弹性势能和重力势能相类似,弹性势能也具有相对性,一般选弹簧处于自由长度时为弹性势能的零点.弹性势能的变化,由弹力做功惟一决定,与其它力做功无关.由于弹簧、橡皮条的弹力是变力,当它们变形时,若发生形变的初始状态不同,即使形变量相等,弹簧弹性势能的改变量也是不同的.这些内容出现在相关的考题上,我们容易出现错误.一、对弹性势能概念的理解例1关于弹性势能,下列说法正确的是     

弹簧的动量和能量问题

一、涉及弹簧的动量和能量问题的特点 1．弹簧弹力的大小和弹簧形变量的大小成正比．遵守胡克定律F=kx． 2．弹力做正功,弹簧的弹性势能减少;弹力做负功（物体克服弹力做功）,弹簧的弹性势能增加,且弹力做功的数值与弹性势能变化的数值相等． 3．对弹簧及关联物体的相互作用过程,若没有摩擦或其他方式的能量耗散,则系统中只是动能、重力势能与弹性势能之间的转化,系统的总机械能守恒．     

竖直平面内弹簧振子的等效问题

竖直平面内的弹簧振子,在重力、弹力的作用下进行动能、重力势能、弹性势能的转换。由于重力势能和弹性势能分别与位移的一次方、二次方成正比,利用机械能守恒定律列出的表达式是位移的二次方程,这就使求解的数学过程增加了难度。但是,如果利用弹簧振子在平衡位置上mg=kl.的关系,将重力完全转化为等效的弹力,即用去掉重力影响的等效弹簧振子来替代,将使解题过程简化得多。     

竖直弹簧振子模型的应用

如图1所示,弹簧振子竖直放置,轻质弹簧劲度系数为k,振子(小球)质量为m,当处于平衡状态时,弹力与重力大小相等,即kx0=mg.若使振子离开平衡位置沿竖直方向发生位移x,则回复力即指向平衡位置的合力为:     

关于弹簧弹力突变问题的讨论

笔者认为要解释轻弹簧的弹力是否会发生突变的问题，首先应该明确什么是理想弹簧模型．这跟热学中要讨论理想气体内能的变化必须要首先搞清理想气体是怎样的一种气体是一个道理．所谓理想弹簧模型指的是没有质量，能发生明显的拉伸或压缩形变、标准的螺旋圆柱体，弹力的方向在圆柱体的轴线上，无论产生拉力或压力轴线一般不会弯曲，弹簧上任意两点弹力的大小都相等，在弹性限度内严格遵从胡克定律的物理模型．在中学轻弹簧都是当成理想弹簧模型来处理的，研究弹簧振子的简谐运动得到谐振子周期公式就是应用理想弹簧模型解决实际问题的范例．全面、正确地理解物理模型及其特点。对解决实际问题至关重要。     

巧用模型解赛题(二) 受恒力作用的弹簧振子

一、竖直弹簧振子如图1所示,弹簧振子竖直放置,轻弹簧的劲度系数为k,小球质量为m,当小球处于平衡状态时,所受弹力跟重力大小相等,即k·x₀=mg.若使振子离开平衡位置沿竖直方向发生位移x,则振子所受回复力即指向平衡位置的合力大小为F=k（x+x₀）-mg=kx.     

弹性势能公式在非弹簧问题中的应用

当弹簧发生形变时,其弹力f跟形变量x成正比,即f=kx,则弹力对形变量的平均值为f=kx/2,所以弹簧储存的弹性势能为E_p=f·x=kx~2/2。由于弹簧弹力对物体做正功时弹性势能减少,做负功时弹性势能增加,因此弹簧弹力所做的功等于弹性势能增量的负值,即有表达式     

竖直方向弹簧振子简谐运动之归类例析

较之于水平方向上弹簧振子的运动情况,学生对竖直方向上的简谐运动进行分析时感到困难很多.下面笔者根据教学经验,对竖直方向简谐运动的情况进行归类例析,以供参考.     

弹簧问题的解题思路

一、弹簧弹力特点与解题基本思路根据胡克定律,弹簧的弹力 f 与弹簧的形变量 x成正比,因此在求解弹簧问题时要注意两点:①弹簧的弹力是变力;②弹簧弹力的变化随形变量的改变而改变,弹簧形变量的变化需要时间,弹簧弹力的变化也需要时间.例1.在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为m=2.0kg 的木块相连.若在木块上再作用一个竖直向下的力 F 使木块缓慢向下移动0.1m,力 F 作功2.5J,此时木块再次处于平衡,力 F的大小为50N,如图1所示.则木块下移0.1m 的过程中,弹性势能增加     

竖直方向上的弹簧振子(高一、高三)

1.竖直方向上的简谐运动模型由简谐运动的定义可知,要证明物体做简谐运动可从两方面入手:回复力大小跟物体偏离平衡位置的位移成正比;回复力方向总指向平衡位置.下面就来证明竖直方向上的弹簧振子做简谐运动.如图1,把一个质量为m的有孔小球系在劲度系数为k的轻弹簧的上端,弹簧的下端固定,小     

竖直弹簧振子的对称性(高一、高三)

水平放置的弹簧振子的振动是简谐运动,这是大家熟悉的模型.可以证明,竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动,其平衡位置为当f=kx=mg时的位置.利用竖直弹簧振子做简谐运动的对称性,可以快速求解相关问题. 例1 质量分别为m1、m2的木块,被一根轻弹簧连在一起,竖直放在水平地面上,竖直向下的力F作用在m1上,如图1(1).若撤去F后,m1跳起时恰能使m2脱离水平地面,则F的大小为( )     

简议弹簧的K

轻弹簧的以下两个结论已被公认:1.发生弹性形变时内部弹力处处相等.2.在弹性限度内遵守胡克定律.(?)上式涉及到两个重要物理量:一是形变(?),二是比例系数K.x与弹力f大小成正比,方向相反.实验表明,(?)有一个限度(?),叫做弹簧的弹性限度.任何弹簧形变均不能超过它的(?),否则(1)式不再成立.本文讨论的范围是在弹性限度以内的轻弹簧,并且不再考虑其形变方向.     

能否选定弹簧非原长位置的弹性势能为零

有的书上对弹性势能是这样理解的：弹簧未发生形变时,没有弹力,弹性势能为零,这与重力势能为零的参考平面可以自行选定不一样,弹簧发生形变时的弹性势能恒为正值．笔者对此有不同的看法,供同仁参考．     

弹簧类习题解题经验与心得

<正>弹簧问题是高中物理的重点题型之一,求解此类问题时应注意以下几个特点:(1)题目中一般应从弹簧的形变分析入手,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)瞬间形变量可以认为不变,即弹力大小不变。(3)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     

胡克定律与弹簧振子

弹簧问题是物理学中的重要问题,涉及的定律有胡克定律,其内容是：弹簧的弹力跟其形变量成正比,即F=kx．涉及弹簧常见的运动有弹簧振子做的简谐运动：弹簧振子的回复力与位移大小成正比,与位移方向相反,即F回=-kx．在平时的学习中,学生对两个公式中的物理量总是混淆,     

关于弹性势能表达式的探究

<正>1.弹性势能的改变仅与弹力做功有关,弹力做多少功,弹性势能就减少多少;克服弹力做多少功,弹性势能就增加多少。2.弹性势能是相对的,其大小在选定了零势能点后才能确定,对弹簧,零势能点一般选在弹簧自然长度处。3.若选弹簧自然长度时的弹性势能为0,那么,从自然长度起拉伸弹簧,拉力做的功就等于克服弹簧弹力做的功,也等于弹性势能的增加量,这个增加量也正是此时弹簧的弹性势能E_p,即E_p=W。     

浅谈振动的能量

做简谐运动的系统,其振动能量不仅与振幅有关,而且与振动系统的性质和频率有关。一、简谐运动的频率和振幅简谐运动是一种理想化的模型,即在不考虑摩擦和阻力时,弹簧振子(或单摆)在弹力和重力作用下的运动,弹簧振子做简谐运动的动力学方程和运动学方程分     

答翔宇中学刘欣同学的问题

编辑同志: 高一课本讲了处于水平放置的弹簧振子,如果弹簧振子竖直放置。振子上下振动的振幅是否相等,为什么? 北京翔宇中学学生刘欣近年来高考题中屡有弹簧振子出现,同学们对竖直弹簧振子较生疏。下面想针对所提的问题作一简单     

弹簧类物体运动的典型特征分析

一、与弹簧相关联的物体的平衡问题【典型特征】弹簧的弹力是变力,弹力的大小随弹簧的形变量(伸长或缩短)发生变化,分析弹力时应注意弹簧是伸长还是缩短,还应注意弹性形变不是突变,它有一个形变过程.例1如图1所示,劲度系数为k2的轻质弹簧B,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物体C.另一劲度系数为k1的轻质弹簧A竖直地放在物体上面,其下端与物体上表面连接在一起.要想物块在静止时,下面弹簧受的力为物体所受重力的2/3,应将上面弹簧的上端D竖直向上拉伸多大的距离?解析对物体进行受力分析,弹簧B可能存在两种情况.(1)末态时,弹簧B被压缩.初态…     

弹簧的两种模型

轻弹簧不计自身质量,它的力学特征是：既可以发生拉伸形变,也可以发生压缩形变,弹力方向沿弹簧方向,弹簧两端弹力的大小相等,方向相反．