第二课时-胡克定律市公开课获奖课件省名师优质课赛课一等奖课件.ppt

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相互作用,第二课时 胡克定律,1/11,胡克定律灵活应用,在弹性程度内，由,F=kx,得,F,1,=kx,1,F,2,=kx,2,F,2,F,1,=k(x,2,x,1,),F,=k,x,弹簧弹力改变量与弹簧形变量改变量（,即长度改变量,）成正比,1.,胡克定律推论,2.,确定弹簧状态,对于弹簧问题首先应明确弹簧处于“拉伸”、“压缩”还是“原长”状态，而且确定形变量大小，从而确定弹簧弹力方向和大小。假如只告诉弹簧弹力大小，必须全方面分析问题，可能是拉伸产生，也可能是压缩产生，通常有两个解,假如包括弹簧由拉伸（压缩）形变到压缩（拉伸）形变转化，,利用胡克定律推论,F,k,x,可直接求出弹簧长度改变量,x,大小,，从而确定物体位移，再由运动学公式和动力学公式求相关量。,3.,利用胡克定律推论确定弹簧长度改变和物体位移关系,2/11,例,1,如图所表示，四个完全相同弹簧都呈竖直，它们上端受到大小都为,F,拉力作用，而下端情况各不相同；,a,中弹簧下端固定在地面上，,b,中弹簧下端受大小也为,F,拉力作用，,c,中弹簧下端拴一质量为,m,物块且在竖直向上运动，,d,中弹簧下端拴一质量为,2m,物块且在竖直方向上运动设弹簧质量为,0,，以,L,1,、,L,2,、,L,3,、,L,4,依次表示,a,、,b,、,c,、,d,四个弹簧伸长量，则以下关系正确有 （）,a,F,b,c,d,F,F,F,F,C D,解：因为,轻弹簧,没有质量，所以轻弹簧各处弹力大小均相等（,依据牛顿第二定律取任一弹簧元分析，然后再星火燎原拓展到整个弹簧），,等于其一端所受外力大小，而与物体运动状态无关。,3/11,例2.（北京卷）如图所表示，两根相同轻弹簧S1和S2，劲度系数皆为k=4102 Nm悬挂重物质量分别为m1=2kg m2=4kg，取g=10ms2，则平衡时弹簧S1和S2 伸长量分别为(),A.5cm、10cm,B.10cm、5cm,C.15cm、10cm,D.10cm、15cm,S,1,S,2,m,1,m,2,C,利用“整体法”和“隔离法”依据平衡条件结合胡克定律求弹簧伸长量,4/11,例,3,.,（,99,年全国卷,）如图所表示，两木块质量分别为,m,1,和,m,2,，两轻质弹簧劲度系数分别为,k,1,和,k,2,，上面木块压在上面弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态现迟缓向上提上面木块，直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块移动距离为（）,k,1,k,2,m,1,m,2,解,1.m,1,、,m,2,和上面弹簧组成整体处于平衡状态，弹簧,2,弹力,k,2,x,1,=(m,1,+m,2,)g ,当,m,1,被提离弹簧时，弹簧,2,弹力,，,k,2,x,2,=m,2,g ,x=x,2,-x,1,=m,1,g/k,2,联立两式解出木块,m,2,移动距离,A,m,1,g/k,1,B,m,2,g/k,1,C,m,1,g/k,2,D,m,2,g/k,2,C,5/11,解：从初状态到末状态，弹簧,2,均处于压缩状态弹簧,2,弹力从,(m,1,+m,2,)g,减小到,m,2,g,，弹力改变量为,m,1,g,，,依据胡克定律推论,F=k,x,有,m,1,g=k,2,x,故弹簧,2,长度降低许即木块,m,2,移动距离,x=m,1,g/k,2,假如包括弹簧由拉伸（压缩）形变到压缩（拉伸）形变转化，,利用胡克定律推论,F,k,x,可直接求出弹簧长度改变量,x,大小,，从而确定物体位移，再由运动学公式和动力学公式求相关量。,6/11,例,4.,如图所表示，劲度系数为,k,1,轻弹簧两端分别与质量为,m,1,、,m,2,物块,1,、,2,拴接，劲度系数为,k,2,轻弹簧上端与物块,2,拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将物块,1,缓缦地坚直上提，直到下面那个弹簧下端刚脱离桌面，在此过程中，物块,2,上升距离为多少？物块,1,上升距离为多少？,m,1,1,m,2,2,k,1,k,2,解：对（,m,1,+m,2,）整体分析，原来弹簧压缩（弹力为,（,m,1,+m,2,）,g,）,，,k,2,刚脱离桌面时，则,k,2,为原长，物块,2,上升距离为,x,2,=(m,1,+m,2,)g/k,2,从初状态到末状态，弹簧,1,从压缩状态,(,到伸长状态依据胡克定律,F=k,x,有,m,1,g+m,2,g=k,1,x,1,故弹簧,1,长度增加量,x,1,=,（,m,1,+m,2,）,g/k,1,故物块,1,上升距离为,x,1,x,2,=,（,m,1,+m,2,）,g,（,1/k,1,+1,k,2,),用胡克定律增量式时，假如弹簧从压缩（,伸长,）状态到伸长（,压缩,）状态，弹簧弹力改变为二者之和，所对应,x,为弹簧长度增加（,降低,）量,7/11,例,5,如图所表示，劲度系数为,K,2,轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为,m,物块，劲度系数为,K,1,轻质弹簧竖直地放在物块上面，其下端与物块上表面连接在一起，现想使物块在静止时，下面弹簧弹力变为原来,2,3,，应将上面弹簧上端,A,竖直向上提升多大距离？,m,k,1,k,2,A,解,1:,初状态时弹簧,1,为原长，弹簧,2,对物体支持力为,mg,压缩量为,mg,k,2,。,（,1,）末状态时，弹簧,2,可能是压缩状态，对物体支持力为,2mg,3,，其压缩量为,2mg/3k,2,物体处于平衡状态，弹簧,1,对物体拉力为,mg/3,其伸长量为,mg/3k,1,弹簧,A,端竖直向上提起高度为,mg,k,2,2mg/3k,2,mg/3k,1,=mg/3(1/k,1,+1/k,2,),（,2,）末状态时，弹簧,2,可能是拉伸状态，对物体拉力为,2mg/3,其伸长量为,2mg/3k,2,物体处于平衡状态，弹簧,1,对物体拉力为,5mg/3,，故弹簧,1,伸长了,5mg/3k,1,，所以,A,竖直向上提升距离为,mg,k,2,+2mg/3k,2,5mg/3k,1,=5mg/3(1/k,1,+1/k,2,),8/11,从初状态到末状态，弹簧,2,一直处于压缩状态，弹力从,mg,减小到,2mg/3,，依据胡克定律推论,F=,x,得弹簧,2,长度增加量,解,2:,（,1,）末状态弹簧,2,处于压缩状态,从初状态到末状态，弹簧,1,从原长变为伸长状态，弹力从,0,增大到,mg/3,，依据胡克定律得弹簧,1,长度增加量,弹簧,A,端竖直向上提起高度,（,2,）末状态弹簧,2,处于伸长状态,从初状态到末状态，弹簧,2,从压缩到伸长状态，弹力从,mg,变为到,2mg/3,，依据胡克定律推论,F=,x,得弹簧,2,长度增加量,从初状态到末状态，弹簧,1,从原长到伸长状态，弹力从,0,变为到,5mg/3,，依据胡克定律得弹簧,1,长度增加量,弹簧,A,端竖直向上提起高度,9/11,例,6,如图所表示，斜面上放一物体,M,，用劲度系数为,100N/m,弹簧平行斜面地吊住，使物体在斜面上,P,、,Q,两点间任何位置都能处于平衡状态，若物体与斜面间最大静摩擦力为,7N,，则,P,、,Q,间长度为多少？,P,Q,解：物体,M,在,P,点时，刚好不沿斜面上滑，物体受到沿斜面向下最大静摩擦力；物体,M,在,Q,点时，刚好不沿斜面下滑，物体受到沿斜面向上最大静摩擦力。从,P,到,Q,，弹簧从伸长到压缩，弹力改变,2f,m,=14N,依据胡克定律推论，弹簧缩短长度即,PQ,间长度,10/11,例7（广东高考题）如图所表示中，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮轻绳，它们连接如图，并处于平衡状态，则（）,A有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态,B有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态,C有可能N处于原长而M处于拉伸状态,D有可能N处于拉伸状态而M处于原长,a,N,M,R,b,c,解析：绳,R,对弹簧,N,只能向上拉不能向下压，所以绳,R,受到拉力或处于不受拉力两重状态，弹簧,N,可能处于拉伸或原长状态，而对于弹簧,M,，它所处状态是由弹簧,N,所处状态来决定。当弹簧,N,处于原长时，弹簧,M,一定处于压缩状态；当弹簧,N,处于拉伸时，对物体,a,进行受力分析，由共点力平衡条件可知，弹簧,M,可能处于拉伸、缩短、不伸不缩三种状态，故,A,、,D,选项正确。,A D,11/11,