巧用简谐运动的对称性

在光滑水平面上，用一根劲度系数为k的轻弹簧一端连接一个小球，另一端固定。如图1所示，小球在O点静止时，弹簧没有形变，对小球的弹力为O，O点为平衡位置，将小球拉开一段距离至A点后释放，小球将在O点附近来回运动。在运动过程中，在O点两侧与O点距离相等为x的位置，受弹力大小相等均为F=kx，，且都指向O点，其受力情况相对于平衡位置O点是对称的。因此，小球在运动过程中，     

巧用简谐运动的对称性

在光滑水平面上,用一根劲度系数为k的轻弹簧一端连接一个小球,另一端固定。如图1所示,小球在O点静止时,弹簧没有形变,对小球的弹力为0,O点为平衡位置,将小球拉开一段距离至A点后释放,小球将在O点附近来回运动。在运动过程中,在O点两侧与O点距离相等为x的位置,受弹力大小相等均为F=kx,,且都指向O点,其受力情况相对于平衡位置O点是对称的。因此,小球在运动过程中,在O点两侧对称的位置也一定有相等大小的速度和加速度,OB和OA的数值也相等,我们把这种运动叫简谐运动。     

弹簧模型的几何应用(初二、初三)

如图1,O点为弹簧既不伸长也不压缩时的位置.如果物体在O点右侧,弹簧对它有向左的拉力;物体在O点,拉力为零;物体在O点左侧,弹簧对它有向右的推力.而且,弹力的大小与物体到O点的距离成正比.在物理中引入负号来表示力方向的改变,所以,     

弹簧类物体的平衡问题

轻弹簧是不计弹簧质量的理想化模型.有关弹簧的受力分析问题往往是个难点,难就难在平常受力分析一般是静态问题,而弹簧的弹力随形变而变化,是一种动态模型,或者说是一种准静态模型,需要把空间位置的变化与力的大小结合起来考虑,在能力要求上是比较高的.解决弹簧类物体的平衡问题,要求学生认真分析物理过程,搞清楚轻弹簧所处的状态,依据物体的平衡条件求出弹簧的形变量,从而求出物体的位移等.例1(2005年全国卷Ⅱ)如图1所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡…     

常见弹簧连接体的临界问题

在中学物理中有一些与弹簧有关的物理问题 ,由于弹簧变形发生变化时弹力会发生变化 ,使得与弹簧连接的物体受力发生变化 ,从而使物体的运动状态变化复杂 ;但只要我们弄清其变化的临界状态 ,再通过分析受力情况便可求得结果 ;常见的与弹簧连接的物体的临界状态有以下几种 .1　弹簧弹力不能突变时的连接体临界问题弹簧由于自身特殊结构 ,使得其发生形变产生弹力时 ,弹力不能由某一值突变为零 ,或由零突变为某一值 .例 1.如图 1所示 ,三个相同的小球彼此用轻弹簧a和 b相连 ,球 A上端用细线系住挂起来 .求 :( 1)悬线被切断的瞬间每个球的加速度…     

弹簧连接体的运动情况剖析

<正>求解定性分析的弹黄连接体问题的关键是能根据物体的受力变化分析不同的运动过程,且找到运动过程中的临界状态。下面举例分析。一、水平方向上的弹簧伸缩过程中所连物体的运动情况分析当弹簧连接体放置在水平面上,在外力作用下弹簧被压缩或拉伸时,若要分析与弹     

运动轨迹为抛物线的非平抛运动例析

正有一类运动,它的运动轨迹为抛物线,却不是平抛运动。不少同学对这种运动存在困惑,遇到此类问题分析起来感到难以下手。本文以两个具体问题为例,进行详细分析,以提高同学们处理此类问题的能力。问题1如图1-1所示,某物体自空间O点以水平速度v0抛出,落在地面上的A点,其轨迹为一抛物线。现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上,然后将此物体从O点由静止释放,O     

2005高考全国理综卷物理24题的解法与分析

2005年全国理综卷物理24题是一道力学综合题,主要考查学生对力和运动过程的分析,能量的转化和守恒定律的分析应用,是考查学生分析、综合、应用能力的一个较难的题。以下是该题的四种解法与分析。试题如图,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A,B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过滑轮,一端连物体A,另一端经一轻挂钩上挂一质量为m3的物体C,并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(m1+m3)的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离…     

利用匀速圆周运动巧推单摆周期

单摆的周期 T=2 π lg,是荷兰物理学家惠更斯首先发现的 .其实 ,利用匀速圆周运动与简谐运动的联系 ,很容易求得这一结果 .当一个物体 (质点 )在一平面上做匀速圆周运动时 ,它在直角坐标系的某一坐标轴上的投影是简谐运动 .下面对此予以分析说明 .设有一质量为 m的物体 ,以角速度 ω做半图 1径为 A的匀速圆周运动 ,我们以 O为圆心 ,建立直角坐标系 (如图 1所示 ) ,假设物体从 P点开始运动 ,经过时间 t运动到 Q点 ,设 Q点在 x轴上的投影为 M,则 M偏离圆心 O的位移为 x=Acosωt,这表明 M点在做以 O为中心的机械振动 .物体的匀速圆周运动可看作是物体在 x轴方向和 y轴方向上运动的合成 ,物体在 x轴方向上的运动形式表现为投影点 M的运动形式 ,我们可以通过对物体运动到 Q点时在 x方向上所受力的分析 ,进一步研究点 M的振动 .物体做匀速圆周运动所需的向心力为 Fn=m Aω2 ,方向指向圆心 ,则在 Q点物体受到 x轴方向上的力为 F=Fncosωt=- m Aω2 cosωt=mω2 x,负号表示 Fn 与位移 x的方向相反 .mω2 是一个常数 ,表明物体在匀速圆周...     

类弹簧振子问题之疑难分析

在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称之为"轻弹簧",是一种理想化模型,弹簧类问题常以弹簧振子及类弹簧振子的形式命题,涉及到的物理问题多是一些综合性较强、物理过程又比较复杂的情景.从受力的角度看,弹簧上的弹力是变力;从能量的角度看,弹簧是个储能元件.以轻质弹簧为载体,设置复杂的物理情景,考查受力分析、运动过程分析、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.此类命题涉及的知识面广,能力要求较高,也是高考的难点之一.     

牛顿运动定律高考热点例析

应用牛顿运动定律解题是历年高考的重点和热点，不仅在力学中而且在热学、电磁学中都有涉及．高考考查牛顿运动定律只有两种情况：已知受力求运动和已知运动求受力．对于在运动中两物体追击问题和一个物体两次不同受力情况，两次不同运动情况以及正交方向上一个物体受力变化的题目仍应予以重视，再就是牛顿运动定律在圆周运动中的应用是每年必考的内容，弹簧和实验问题这几年有所侧重，连接体问题亦受高考命题专家的青睐．     

牛顿运动定律高考热点例析

应用牛顿运动定律解题是历年高考的重点和热点,不仅在力学中,在热学、电磁学中都有涉及。高考考查牛顿运动定律只有两种情况：已知受力求运动和已知运动求受力。对于在运动中两物体追击问题和一个物体两次不同受力情况．两次不同运动情况,以及正交方向上一个物体受力变化的题目仍应予以重视,再就是牛顿运动定律在圆周运动中的应用是每年必考的内容,弹簧和实验问题这几年有所侧重,连接体问题亦受高考命题专家的青睐。     

巧作辅助线,速解物理题

例1如图1所示,一质量为m的小球套在光滑竖直杆上,轻质弹簧一端固定于O点,另一端与该小球相连．现将小球从A点由静止释放,小球沿竖直杆运动到B点,已知OA长度小于OB长度,弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等．在小球由A到B的过程中（ ）     

弹簧“串联”与“并联”的拓展

<正>弹簧问题是考试中的重点内容,求解此类问题需要从解决物理问题的基本方法入手,对研究对象进行受力分析,找位移关系,由力学规律得出弹簧串并联后的等效劲度系数,拓展到多个弹簧的随意联接,并加入力矩平衡的内容。一、弹簧"串联"与"并联"问题1:已知弹簧A的劲度系数为k1,弹簧B的劲度系数为k2,如果把两弹簧相串使用,在弹簧末端挂一个重为G的物体,求弹     

掌握图形图像表征策略,提升解决真实情境复杂问题的能力

<正>本文结合典型例题介绍利用图形图像表征的两种策略,可以帮助学生打通思维堵点,快速高效地解决复杂问题。1.利用点线等几何图形表征物体的运动过程1.1原题呈现将图1(a)中的蹦床简化为图1(b)所示的弹簧,当质量50 kg的运动员站在蹦床上静止时,弹簧的上端由O点压缩到A点。现将比赛过程分为两段,过程1:运动员从A点开始,通过多次起跳,     

受力分析中常见错误及应对策略

正物理教学中教师经常发现学生因为没能进行正确的受力分析而把题目解错,即使其后面的解题思路都是正确的,其结果与正确的结果也相去甚远.很多学生觉得受力分析很难,正如一个学生说的:"物体的运动还好理解点,因为看得出物体的运动轨迹,受力分析就不太好想象了,力又看不到,哪里知道有没有".学生中出现这种现象的根本原因是他们更习惯于直观形象思维,而缺少抽象的逻辑思惟,没能真正理解"受力情况决定运动情况,运动情况显示受力情况"的含义.受力分析也有     

静止的定义和分类

静止与平衡是既相联系又相区别的两个物理概念。静止和运动是人们对物体所处的运动状态而言的,而平衡和不平衡是人们对物体受力情况进行的分析而言的。静止和运动是运动学中的基本概念,而平衡和不平衡是动力学(这里把静力学看作动力学的特殊情况,所说的动力学包括静力学)中的基本概念。所以静止比较强调其运动学特征,而平衡则着眼于其动力学特征。判断一个物体是静止的还是运动的,是以该物体相对于参照物的位置是否改变为依据的,而要判断一个物体是平衡的还是不平衡的,     

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…     

一道考查物理过程分析的好题

２０００年全国高考物理卷第２２题（压轴题）以考生十分熟悉的弹簧为依托，设置一个系统包含三个物体，其物理过程复杂，图景“模糊”，条件隐蔽，是一道既考查知识－力学的动量守恒和机械能守恒定律，又考查理解能力、推理能力、分析综合能力，更突出了对物理过程的考查，是一道能拉开档次的好题．解答时，考生必须首先弄清整个过程的物理图景，针对不同的物体（或系统），分析其在各个阶段的受力情况，再确定其运动所遵循的规律．遗憾的是许多考生不重视物理过程分析，“东一榔头西一棒”，耽误时间，最后随便套用定律列几个方程．因此，…     

解答物理习题的三要素

解答物理习题必然要对研究对象进行物理分析,而物理分析的核心是对研究对象进行受力分析、运动分析、状态分析。这三个分析是解决物理问题的三要素,缺一不可。只要将这三个分析处理好,大部分物理问题即可迎刃而解。l、受力分析求解力学及热、电学综合题,首先必须对研究对象进行受力分析。准确无误地分析物体的受力情况,是顺利解决物理问题的关键,这一基础打好了,以后的两个分析就容易得多。当然正确分析出物体的受力类型、大小及方向也还与正确分析物体的运动情况,各个物理过程中物体所处的运动状态密切相关。例1．（199年高考第26…