彈簧模型·是高考考查的熱點(diǎn),涉及彈簧膜型中的臨界分離點(diǎn)問(wèn)題也是同學(xué)們學(xué)習(xí)時(shí)的難點(diǎn)。現(xiàn)對(duì)彈簧模型中分離點(diǎn)的幾種情景進(jìn)行剖析,并得出一些有價(jià)值的結(jié)論,希望對(duì)同學(xué)們的復(fù)習(xí)備考有所幫助。
如圖1甲、乙、丙所示,輕質(zhì)彈簧一端固定在墻(地上),另一端系在物塊A上,物塊A和B不粘連,用力F推物塊B至彈簧壓縮狀態(tài)后撤去力F,物塊A、B向右(斜向上、向上)運(yùn)動(dòng),分析物塊A和B的分離點(diǎn)。力F后,系統(tǒng)將以O(shè)點(diǎn)為中心,以x為振幅在豎直平面內(nèi)上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),因?yàn)槟緣KA、B會(huì)在彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)分離,所以若要使木塊A、B不分離,則須滿足x≤b,解得F≤2mg。
3.變式討論:如圖4所示,彈簧一端固定在斜面下端,另一端放置A和B兩個(gè)小物塊,物塊A和B不粘連,開始時(shí)物塊A、B靜止在斜面上?,F(xiàn)用力F拉物塊B使其沿斜面向上運(yùn)動(dòng),物塊A和B與接觸面間的動(dòng)摩擦因.數(shù)都是μ,試分析物塊A和B分離的位置。
例3 如圖5所示,平行于光滑斜面的輕彈簧的勁度系數(shù)為k,一端固定在傾角為θ的斜面底端,另一端與物塊A連接,物塊B沿斜面疊放在物塊A上但不粘連。物塊A、B的質(zhì)量均為m,初始時(shí)兩物塊均靜止?,F(xiàn)用平行于斜面向上的拉力F(未知)拉動(dòng)物塊B,使其做加速度為。的勻加速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則物塊A、B經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間分離?
跟蹤訓(xùn)練
1.如圖6所示,傾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上,質(zhì)量均為m的物塊A和B并排放在斜面上,輕彈簧一端固定在斜面底端的擋板上,另一端與物塊A連接,物塊A.B處于靜止?fàn)顟B(tài)。若物塊A、B粘連在一起,用一沿斜面向上的力T緩慢拉物塊B,當(dāng)力T=1/4mg時(shí),物塊A的位移為L(zhǎng);若物塊A、B不粘連,用一沿斜面向上的恒力F作用在物塊B上,當(dāng)物塊A的位移為L(zhǎng)時(shí),物塊A、B恰好分離。重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求彈簧的勁度系數(shù)k和恒力F的大小。
2.如圖7所示,一輕彈簧的一端固定在傾角為θ的固定光滑斜面的底部,另一端和質(zhì)量為m的小物塊:“相連,質(zhì)量為3/5m的小物塊b緊靠a靜止在斜面上,此時(shí)彈簧的壓縮量為x0。從t=0時(shí)刻開始,對(duì)物塊b施加沿斜面向上的外力,使物塊b始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,物塊a、b分離;再經(jīng)過(guò)同樣長(zhǎng)的時(shí)間,物塊b距其出發(fā)點(diǎn)的距離恰好也為x0,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g。求彈簧的勁度系數(shù)和物塊b加速度的大小。
(責(zé)任編輯 張巧)