彈簧變力問(wèn)題

五．彈簧、變力問(wèn)題彈簧的彈力：k:勁度系數(shù)，由彈簧的材料、長(zhǎng)度、直徑等因素決定x:形變量，即彈簧伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度當(dāng)彈簧兩端被約束，才有彈力產(chǎn)生，并且是漸變的．只要有一端是自由端，彈簧的彈力就為零．x§3-6牛頓第二定律的應(yīng)用⑸例題1：如圖，輕彈簧一端固定在豎直擋板上，另一端固定在一物體上，物體放在粗糙水平面上，在O點(diǎn)時(shí)彈簧為原長(zhǎng)，現(xiàn)將物體拉到A點(diǎn)由靜止釋放，物體能運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則從A到B有A．從A到O做加速運(yùn)動(dòng)，從O到B做減速運(yùn)動(dòng)，加速度先減小后增大B．從A到O先加速后減速，加速度不斷減?。粡腛到B做減速運(yùn)動(dòng)，加速度不斷增大C．物體在O點(diǎn)速度最大D．物體在O點(diǎn)左側(cè)某點(diǎn)C速度最大AOB●●●C●析：從A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后彈力逐漸減小，在O點(diǎn)左側(cè)某點(diǎn)C，彈力和摩擦力大小相等，合力為零；過(guò)C點(diǎn)后，彈力小于摩擦力且繼續(xù)減小，合力增加，與運(yùn)動(dòng)方向相反；到O點(diǎn)彈力為零，過(guò)O點(diǎn)后彈力反向且不斷增加，故合力不斷增加．所以物體從A到C做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，從C到O再到B做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)；在C點(diǎn)速度最大AOB●●●C●A．從A到O做加速運(yùn)動(dòng)，從O到B做減速運(yùn)動(dòng)，加速度先減小后增大B．從A到O先加速后減速，加速度不斷減小；從O到B做減速運(yùn)動(dòng)，加速度不斷增大C．物體在O點(diǎn)速度最大D．物體在O點(diǎn)左側(cè)某點(diǎn)C速度最大答案D答案C答案C五——例題2．kxmgF1kxmgF2kxmgkxmgA剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，對(duì)AB剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，對(duì)A物體對(duì)B物體未施加F時(shí)，對(duì)Axx最小值最大值§3-7超重和失重一．超重和失重現(xiàn)象

①當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時(shí)，由牛頓第二定律a，vGNN′物體對(duì)水平支持物的壓力N′（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力，這種現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象．②當(dāng)物體具有豎直向下的加速度時(shí)，由牛頓第二定律a，vGNN′③當(dāng)物體具有豎直向下的加速度，且加速度大小等于重力加速度時(shí)，物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笮榱?，這種狀態(tài)叫做完全失重狀態(tài)．

物體對(duì)水平支持物的壓力N′

（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力，這種現(xiàn)象叫做失重現(xiàn)象．二．超重和失重的條件超重向上加速向下減速加速度向上失重向上減速向下加速加速度向下理解：超重和失重是物體在豎直方向上具有加速度時(shí)，物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎辉俚扔谥亓Γ侵亓Πl(fā)生變化．

例題1．如圖所示的彈簧秤上放一物體，靜止時(shí)彈簧秤的讀數(shù)為30N．若保持秤盤(pán)水平，使彈簧秤豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧秤的讀數(shù)，下列說(shuō)法正確的是A．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段等于60N，在最高點(diǎn)等于30N，下降階段讀數(shù)為零B．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段和下降階段都為零，在最高點(diǎn)等于30NC．彈簧秤的讀數(shù)不為零，在上升階段和下降階段都小于30N，在最高點(diǎn)為零D．上升階段、下降階段和最高點(diǎn)彈簧秤的讀數(shù)都為零av解：將物體和彈簧秤作為整體，不計(jì)空氣阻力，拋出后整體只受重力作用，物體和彈簧秤在上升、下降和最高點(diǎn)都具有豎直向下的重力加速度g.而彈簧秤的讀數(shù)是物體對(duì)秤盤(pán)壓力的大小，由牛頓第三定律，秤盤(pán)對(duì)物體的支持力與物體對(duì)秤盤(pán)壓力的大小相等．設(shè)秤盤(pán)對(duì)物體支持力的大小為N，以物體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律A．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段等于60N，在最高點(diǎn)等于30N，下降階段讀數(shù)為零B．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段和下降階段都為零，在最高點(diǎn)等于30NC．彈簧秤的讀數(shù)不為零，在上升階段和下降階段都小于30N，在最高點(diǎn)為零D．上升階段、下降階段和最高點(diǎn)彈簧秤的讀數(shù)都為零答案D

例題2．某舉重運(yùn)動(dòng)員在地面上最多能舉起160kg的杠鈴。（1）若該運(yùn)動(dòng)員在升降機(jī)中能舉起200kg的杠鈴，求升降機(jī)加速度的大小和方向（2）若升降機(jī)以（1）中等大的加速度減速下降，求該運(yùn)動(dòng)員在升降機(jī)中舉起杠鈴的最大質(zhì)量（g取10m/s2）

析：運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的最大支持力，在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下是否會(huì)發(fā)生變化？當(dāng)杠鈴處于超重或失重狀態(tài)，杠鈴重力是否會(huì)發(fā)生變化？當(dāng)杠鈴處于超重或失重狀態(tài)，杠鈴重力和運(yùn)動(dòng)員支持力有什么關(guān)系？解：（1）舉重運(yùn)動(dòng)員在地面和升降機(jī)中對(duì)杠鈴的最大支持力是相同的，設(shè)最大支持力為N，在地面上有在升降機(jī)中，運(yùn)動(dòng)員舉起的杠鈴質(zhì)量比在地面大，說(shuō)明杠鈴處于失重狀態(tài)，加速度方向豎直向下，故有（2）升降機(jī)減速下降，加速度方向豎直向上，杠鈴處于超重狀態(tài)，則．ABCO例題3．如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤(pán)，A和C(包括支架)的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m。整個(gè)裝置用輕繩懸掛于O點(diǎn)．當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過(guò)程中，輕繩上拉力F的大小為A．F=mgB．Mg<F<(M+m)gC．F=(M+m)g

D．F>(M+m)g解：鐵片由靜止被吸引上升，必為加速上升．對(duì)A、B、C系統(tǒng)，當(dāng)鐵片B加速上升時(shí)，系統(tǒng)整體的重心加速上移，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，故輕繩拉力F將大于(M+m)g．選項(xiàng)D正確．物理學(xué)的發(fā)展，使人們認(rèn)識(shí)到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子．

低速運(yùn)動(dòng)宏觀物