嚴(yán)霓

摘要：能量守恒是高中物理從能量解決問題的重要工具，是高三物理解決問題的常用方法，而彈簧問題是用能量守恒解決的常見問題;彈簧問題本身又是學(xué)生頭疼的問題.本文主要講解一下用能量解決特殊類的彈簧問題.

關(guān)鍵詞：能量守恒;彈簧問題

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2022）19-0118-03

“機(jī)械能守恒定律”這一章，是高中物理從能量解決問題的關(guān)鍵一章，而能量守恒是機(jī)械能守恒的延續(xù)與提高，能量守恒是高中物理從能量解決問題的重要工具;彈簧類問題，更是學(xué)生們不知如何下手.本文就彈簧問題中，比較特殊的一類彈簧問題，進(jìn)行分析.希望對學(xué)生們有所幫助.

1 例題展示——發(fā)現(xiàn)問題

例題1如圖1所示，輕質(zhì)彈簧端固定在水平面上的光滑轉(zhuǎn)軸O上，另一端與套在粗糙固定直桿A處的質(zhì)量為m的圖1小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連.A點(diǎn)距水平面的高度為h，直桿與水平面的夾角為30°，OA=OC，B為AC的中點(diǎn)，OB等于彈簧原長.小球從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度為v，并恰好能停在C處.已知重力加速度為g，求：A到C過程中，產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？

例題2如圖2所示，豎直放置的輕彈簧上端與小物塊B相連，下端固定在地面上，不可伸長的輕繩穿過光滑豎直固定細(xì)管，兩端拴著質(zhì)量分別為m、7m的小球A和物塊B，拉著A使它停在管的下端.拉起A，使繩與豎直方向成一定夾角，給A適當(dāng)?shù)乃剿俣龋墒顾谒矫鎯?nèi)做圓周運(yùn)動，A做圓周運(yùn)動過程中B的位置保持不變.已知細(xì)管長l=0.8m，A的質(zhì)量m=0.1kg，B距管下端口足夠長，重力加速度g取10m/s².彈簧始終在彈性限度內(nèi).求：圖2

在A從管的下端被拉起時(shí)帶動B上移，當(dāng)彈簧中的彈力大小與B靜止時(shí)彈簧彈力相等，此時(shí)B上移了0.4米， A的角速度為ω²=10rad/s做圓周運(yùn)動，該過程中人對A、B系統(tǒng)做的功W.

2 特點(diǎn)歸納——分析問題

從上面兩個(gè)例題我們可以看出，這是一類特殊的彈簧問題：這類彈簧 “虛張聲勢”——彈簧初、末位置的形變量一樣.在整個(gè)過程中彈性勢能雖然在變化，但初、末位置彈性勢能一樣，沒有發(fā)生變化.如例題1中A、C位置彈簧的伸長量一樣;例題2中彈簧初位置處于壓縮，末位置處于拉伸，但壓縮量和拉伸量一樣.

因此，在用動能定理或者能量轉(zhuǎn)化時(shí)，初、末彈性勢能的變化就不需要考慮，給學(xué)生的解題帶來了很大的方便.

3 方案策略——解決問題

4 方法體會——能力提升

參考文獻(xiàn)：

[1]尹學(xué)才、齊月祥.能量守恒的發(fā)現(xiàn)[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（8）：60-62.

[責(zé)任編輯：李璟]