专题09 轻弹簧弹力作用下的动量和能量问题(1)-高中物理模型分解突破微专题之弹簧模型

9.轻弹簧弹力作用下的动量和能量综合问题（1） 一 知能掌握 在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量、能量联系，一般以综合题出现。它有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起，以考察学生的综合应用能力。分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。 对两个(或两个以上)物体与弹簧组成的系统,在能量方面,由于发生弹性形变的弹簧会具有弹性势能,系统的总动能将发生变化。若系统除重力和系统内弹力以外的力不做功,系统机械能守恒。若还有其他外力做功,这些力做功之和等于系统机械能改变量。做功之和为正,系统总机械能增加,反之减少。在相互作用过程中,弹簧两端的物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时,两端的物体具有相同的速度,弹性势能最大。系统内每个物体除受弹簧弹力外所受其他外力的合力为零,当弹簧为自然长度时,系统内弹簧某一端的物体具有最大速度。 二 探索提升 　题型一 由弹簧的系统动量守恒和能量守恒的判断 　　解决此类问题的关键所在是：真正理解动量守恒定律和能量守恒定律适用的条件及其区别，能够根据实际问题适当的选取系统为研究对象 【典例1】（多选）木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上．在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩，如图1所示．当撤去外力F后，下列说法中正确的是(　　) 图1 A．a未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B．a未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒 C．a离开墙壁后，a、b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a、b组成的系统动量不守恒 【答案】 BC 【解析】 在a离开墙壁前、弹簧伸长的过程中，对a和b构成的系统，由于受到墙给a的弹力作用，所以a、b构成的系统动量不守恒，因此B选项正确，A选项错误；a离开墙壁后，a、b构成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，故C选项正确，D选项错误． 　　【典例2】如图2，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中（ ） 图2 A．动量守恒，机械能守恒 　　　B．动量不守恒，机械能不守恒 　　C．动量守恒，机械能不守恒　 D．动量不守恒，