专题03 轻弹簧弹力作用下的平衡问题-高中物理模型分解突破微专题之弹簧模型

3 .轻弹簧弹力作用下的平衡问题 一 知能掌握 （1） 轻弹簧的弹力特点 1.轻弹簧（或橡皮绳)：质量、重力可视为零 2.轻弹簧（或橡皮绳）弹力大小的特点： (1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。 (2)表达式：F＝kx。 ①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。 ②x是形变量，但不是弹簧形变以后的长度。 （3）各处弹力大小相等，压缩和拉伸相同量时，弹力大小相等。 3.轻弹簧（或橡皮绳）弹力方向的特点： 轻弹簧既可伸长，也可压缩，一定沿弹簧轴线，与形变方向相反可以提供拉力、推力 4.由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们产生的弹力立即消失． （二）平衡问题特点 1.这类题常以单一的问题出现，涉及到的知识是胡克定律，平衡条件方程，一般用f=kx或△f=k•△x来求解。 2、静止的轻弹簧平衡时两种可能的形变 在含有弹簧的静力学问题中，当弹簧所处的状态没有明确给出时，必须考虑到弹簧既可以处于拉伸状态，也可以处于压缩状态，必须全面分析各种可能性，以防漏解。 3.涉及多个弹簧和物理时，注意隔离法和整体法的应用 （三）　解决这类问题的方法是： 1.选对象。以与弹簧相联系的物体为研究对象， 2.析受力。进行受力分析，在分析弹力的时候，务必考虑到弹簧伸长和压缩两种可能的状态也就是物体所受弹力的有两个可能的方向。 3.列方程。对物体应用平衡条件列平衡方程，结合胡克定律列出形变量和弹力的表达式方程 4.求结果。根据平衡方程和胡克定律方程联立求解弹力或者求出弹簧的伸长量、压缩量以及弹簧的长度与原长。 二 探索提升 【典例1】如图1所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在下面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在此过程中下面木块移动的距离为(　 　) 图1 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】　在没有施加外力向上提时，弹簧k2被压缩，压缩的长度为：Δx＝.在用力缓慢向上提m1直至m1刚离开上面弹簧时，弹簧k2仍被压缩，压缩量为Δx′＝.所以在此过程中，下面木块移动的距离为：Δx－Δx′＝，故选