弹簧与传送带专题
内容提要:
一、弹簧问题:弹簧问题:1、弹簧的瞬时问题弹簧的两端都有其他物体或力的约束时,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。2、弹簧的平衡问题这类题常以单一的问题出现,涉及到的知识是胡克定律,一般用fkx或△fk△x来求解。3、弹簧的非平衡问题这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时,所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。4、弹力做功与动量、能量的综合问题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。二、传送带问题:传送带问题:传送带类分水平、倾斜两种:按转向分顺时针、逆时针转两种。(1)受力和运动分析:受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)发生在V物与V传相同的时刻;运动分析中的速度变化相对运动方向和对地速度变化。分析关键是:一是V物、V带的大小与方向;二是mgsi
θ与f的大小与方向。2传送带问题中的功能分析①功能关系:WF△EK△EPQ②对WF、Q的正确理解(a)传送带做的功:WFFS带功率PF×V带(F由传送带受力平衡求得)(b)产生的内能:QfS相对(c)如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能EK,因为摩擦而产生的热量Q有如下关系:EKQ
12mv传2
典型例题:
例1:在原子物理中,研究核子与核子关联的最有效途经是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下面力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直轨道的固定档板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图7所示,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变。然后,A球与档板P发生碰撞,碰后A、D静止不动,A与P接触而不粘连。过一段时间,突然解除销定(锁定及解除锁定均无机械能损失),已知A、B、C三球的质量均为m。(1)求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。(2)求在A球离开档板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。解:整个过程可分为四个阶段来处理.
1
P
Am
Bm图9
V0m
C
f(1)设C球与B球粘结成D时,D的速度为v1,由动量守恒定律,得r