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。     

弹性势能零点选择问题

在普通物理教材“功与能”这一章中,都选择弹簧原长处为弹性势能零点。但是势能值具有相对性,零势能点选择具有任意性,例题中涉及这方面内容讨论甚少,所以提出“准弹性势能”以力平衡点为零势能点解题的有关的例子。 一.重力场中弹性势能的计算问题 如图示,轻弹簧原长为l_o,加上重物m后从l_o伸长到l_o     

竖直方向弹簧振子连接体问题分析

物体在弹力或弹力和恒力作用下做简谐运动称为弹簧振子模型.解决该类问题的关键在于利用简谐运动对称性的特点.弹簧发生形变后,具有一定的弹性势能,弹簧形变量相等时,具有相等的弹性势能.竖直方向的弹簧振子连接体问题,由于其运动比较复杂,使学生感到困难.本文通过例题来解析常见的几种竖直方向弹簧振子的连接体问题.     

关于弹性势能零势能点的研究

在高中阶段，我们通常所说的势能包括重力势能和弹性势能．对于重力势能，由于零势能点的选取不同，重力势能既有正也有负；而对于弹性势能，从其表达式Ep=1/2kx^2来看，似乎不管弹簧是伸长或压缩，弹簧势能永远大于零．但这只是惯用的表达式，即我们把弹簧处于原长时所处的自然端为零势能点时，     

一个物理综合实验的设计与实践--弹簧振子加速度的红外遥测

介绍我们新开发的一个综合性实验,它主要包括拉力传感器、由LM331组成的V/F和F/V变换电路以及红外发射和接收装置等,以实现对弹簧振子加速度的红外遥测。利用计算机USB数据采集器进行数据采集和处理,包括计算弹簧振子的速度和位移、系统的弹性势能、重力势能、动能和总机械能,并绘制机械能变化曲线,由此验证了弹簧振子系统的机械能守恒。本实验项目在提高学生学习的主动性和创新能力方面取得了较好的效果。     

实验探究弹性势能的表达式

人教版必修2第7章第5节“探究弹性势能的表达式”从理论的角度来探究弹性势能的表达式,教材先启发学生根据实验现象和生活中的感受,类比重力势能,猜想并分析决定弹簧弹性势能的大小与劲度系数k和弹簧的形变量x有关．     

机械能单元检测(二)

一、选择题1.竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m的小球,从轻弹簧的正上方某一高处自由落下,并将弹簧压缩,直到小球的速度变为零,对于小球、轻弹簧和地球组成的系统,在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中,有A.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越大B.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越小C.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越大D.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小2球.如的图动所能示和,弹物性体势沿能的总和…     

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     

巧用类比 理解势能

在高中物理中,常见势能有四种,即重力势能、电势能、弹性势能和分子势能。它们各与一种性质的力相对应:重力势能与重力对应、电势能与电场力对应、弹性势能与弹簧弹力对应、分子势能与分子力对应,这四种势能的变化也与     

人教版高中物理必修2教材中一处值得商榷的说法

人教版高中物理必修2教材第7章第5节“探究弹性势能的表达式”中,有这样一段叙述：“当弹簧的长度为原长时,它的弹性势能为0,弹簧被拉长或压缩后,就具有了弹性势能．”这段话想告诉学生这样一个信息：弹簧弹性势能的零势能点只能在弹簧原长处．弹簧原长时,它弹性势能是否一定为07弹性势能是否只能取原长处为零势能点？笔者认为值得商榷．     

弹性势能高端备课——显化科学方法的本质

正高中物理"弹性势能表达式"一节,是继重力势能之后,学生由动力学学习到功能关系把握的重要延续。由此,如何处理才能使学生更好的把握本节课的物理内涵与研究方法,就成为一个值得深思的问题。一、教材分析——"探究"在人教版教材中,弹性势能一节的标题是"探究弹性势能的表达式",由此可见,这是一节探究课。教材首先列举弹性形变的现象引出弹性势能概念,然后由四个问题组成了这节课的主要内容。分别是:1.弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关:2.弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系:3.怎样计算拉力做的功;4.怎样计算该求和式。~[1]显然,编者的意图是通过解答四个问题并最终得到弹性势能的表达式,我们不妨试着回答一下。对于第一个问题,教材通过类比重力势能给出了答案,即影响弹性势能的因素有弹簧的伸长量和劲度系数。第二个问题的答案是建立在功和能转换基础之     

巧用类比理解势能

在高中物理中,常见势能有四种,即重力势能、电势能、弹性势能和分子势能.它们各与一种性质的力相对应:重力势能与重力对应、电势能与电场力对应、弹性势能与弹簧弹力对应、分子势能与分子力对应,这四种势能的变化也与各自对应的力做功有关.可是在教学中,学生普遍反映这些势能的变化难以理解.下面笔者就这四种势能进行类比,并总结它们的变化规律.     

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．     

对高中物理教材"机械能守恒定律"一节的思考

人教版高中物理教材第一册 (试验修订本·必修 )中关于机械能守恒定律作了如下叙述 :在只有重力做功的情形下 ,物体的动能和重力势能发生相互转化 ,但机械能的总量保持不变 .这个结论叫做机械能守恒定律 .不仅重力势能和动能可以相互转化 ,弹性势能和动能也可以相互转化 .放开被压缩的弹簧 ,可以把跟它接触的小球弹出去 ,这时弹簧的弹力做功 ,弹簧的弹性势能转化为小球的动能 .在弹性势能和动能的相互转化中 ,如果只有弹力做功 ,动能和弹性势能之和保持不变 ,即机械能守恒 .可能考虑到学生是第一次接触机械能守恒的概念 ,且学生的接受能力还…     

势能与“力场”

1 功能关系中的困惑 在高中阶段,学生们都知道,"功是能量转换的量度",做功的过程就是能量转移与转换的过程.学生们也都知道:①重力对物体做正功,重力势能减小,重力对物体做负功,重力势能增大;②(弹簧、弹性绳等)弹力对物体做正功,弹性势能减小,(弹簧、弹性绳等)弹力对物体做负功,弹性势能增大;③电场力对物体做正功,电势能减小,电场力对物体做负功,电势能增大;④分子力对分子做正功,分子势能减小,分子力对分子做负功,分子势能增大……     

第十三讲 能

一、考点解读考点1机械能动能和势能统称为机械能.影响物体动能大小的因素是质量和速度,物体的质量越大,运动的速度越大,其动能就越大.势能又分为重力势能和弹性势能.影响物体重力势能的因素是物体的质量和位置的相对高度,物体的质量越大,相对高度越高,重力势能越大;影响物体弹性势能大小因素是弹性形变的大小,物体的弹性形变越大,弹性势能越大.动能和重力势能、动能与弹性势能之间都可以相互转化.在动能和势能的相互转化过程中,如果机械能没有转化为其它形式的能,或其它形式的能没有转化为机械能,也就是说,除了重力对研究的物体做功以外,没…     

子弹的质量可以忽略吗?

子弹击中振动系统后,子弹质量对系统的影响是否可忽略不计?对这个问题试举一例分析一下。例:已知一木块质量为M,悬挂于倔强系数为K的弹簧下端,有一子弹质量为m,初速度为V_o,在垂直下方击中,并停留在木块里。 讨论: 发生碰撞后的简谐振动。 解: (1)在碰撞系统的内力远大于外力时,系统 的动量守恒。设V为子弹和木块的共同 速度,则有: mV_o=(M m)V (2)参见图<1>设:A为弹簧原长末端的位置,定为弹性势能的零点,B为挂上木块后的平衡位置;C为振子运动的最低点,定为重力势能的零点:x_1=Mg/K;为从原平衡位置开始计起的     

横看成岭侧成峰——谈机械能守恒定律的运用

机械能守恒定律的一般表述为:在只有重力与(弹簧)弹力做功的情形下,动能和势能(包括重力势能和弹性势能)间发生相互转化,但机械能的总量保持不变.下面从不     

振幅不变,振动的能量就不变吗?

通过学习高中物理第一册 (必修 )课本关于振动的能量这一节内容 ,我们知道弹簧振子、单摆振动的能量E等于在任意时刻势能和动能的和 ,也等于在最大位移处的势能 Epm(选平衡位置处势能为零 )或在平衡位置处的动能 Ekm,这个能量与振幅 A有关 ,振幅越大 ,振动的能量也越大 .现在的问题是如果改变弹簧振子和单摆小球的质量 ,在振幅不变的情况下 ,振动的能量是否仍然不变 ?下面分别来讨论 .( 1)弹簧振子根据弹簧弹性势能的表达式 Ep=12 kx2 ,式中 k为弹簧的劲度系数 ,x为弹簧的形变量 .当振幅 A一定时 ,弹簧振子振动的能量 E=Epm=12 k A2 ,由…     

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．