弹簧专题-公开课

专题：弹簧问题（第1课时）授课教师：施大爷时间：2014.5.13地点：高三（9）【三维目标】一、知识与技能通过本节课的学习，使学生掌握解决弹簧问题的基本方法二、过程与方法考查学生分析物理过程，理清物理思路，建立物理图景的能力三、情感态度价值观考查学生知识综合能力和知识迁移能力，培养学生物理思维品质和挖掘学生潜能【教学重点】有关弹簧的综合问题及解弹簧问题的一般思路【教学难点】与弹簧有关的综合类问题【教学方法】讲授法【教学用具】多媒体课件【教学过程】【考点分析】1.对于弹簧涉及到的物理概念和物理规律较多.从受力的角度看，弹簧上的弹力是变力；从能量的角度看，弹簧是个储能元件.2.弹簧的问题，考察学生的分析综合能力，备受高考命题专家的青睐。一.弹簧问题的题目类型1、求弹簧弹力的大小（或弹簧秤的示数）2、求弹簧的形变量（伸长、压缩、原长、总长以及作用点的位移）3、求与弹簧相连接的物体的瞬时加速度4、在弹力作用下物体运动情况分析---过程分析5、与简谐运动相关的动力学问题6、有弹簧参与的临界问题和极值问题7、弹力做功弹性势能变化、能量转化和守恒综合问题的计算8、与弹簧相关的动量守恒、能量守恒综合问题（了解）二.分析弹簧问题特别关注的几点（1）弹力的变化特点——胡克定律（F=Kx，ΔF＝k·Δx）（2）弹力不能突变的特点——形变的发生和恢复都需要一定的时间，（3）物体做简谐运动的特点——运动状态（s、v、a、F回）存在对称性（4）弹簧的伸长量与压缩量相等时，弹簧具有的弹性势能相等.(5)通过弹簧弹力做功，弹性势能要发生变化，它们的关系为W=－△Ep。（6）有临界状态和转折状态的特点——分离状态、合力为零状态、拉力和压力转折状态等类型一：求与弹簧相连物体的瞬时加速度弹簧的弹力不突变---渐变性：形变不会发生突变，弹力也不会发生突变(F=Kx)，弹力的变化需要一定的时间例1.如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．（1）现将L2线剪断，剪断瞬时物体的加速度(B)．A.a=gtanθBa=gsinθ(2)若将图中的细线Ll改为长度相同、质量不计的轻弹簧，其他条件不变，剪断瞬时物体的加速度(A)A.a=gtanθBa=gsinθ强调：绳子的弹力突变，弹簧的弹力不突变类型二:在弹力作用下物体运动情况分析---过程分析过程分析：判断合力方向，速度与合力方向是相同还是相反，用画情景图、运动图像（v—t、a—t图）帮助分析。例2.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点．今用一小物体m把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是(BC)A.物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小B.物体从A到B先加速后减速，到B后一直减速运动C.物体从B到C加速度不变D.物体在B点受到的合外力为零强调：摩擦力大小方向不变，弹力大小改变、方向不变类型三：与弹簧相关的临界问题和极值问题根据物体所处的运动状态，找出临界状态、极值状态、转折状态；运用牛顿定律、功能关系或者能量守恒定律、胡克定律等列出方程例3.如图所示，一劲度系数为k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg的物体A、B。物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F在上面物体A上，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.4s物体B刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2，求：（1）t1=0时和t2=0.4s时弹簧形变量分别是多少，物体移动距离是多少？（2）此过程中所加外力F的最大值和最小值思考：t1=0时和t2=0.4s时弹簧弹性势能大小关系，弹簧对物体做功大小（4）此过程中外力F所做的功（提示：用能量守恒定律）总结：弹簧形变量相同时，弹簧具有相同的弹性势能。总结：拉力F的功是变力的功，不能直接用功的计算公式求解，要用功能关系求解；弹簧弹力的功与路径无关，只取决于初、末状态的形变量，这一点必须注意。例4．轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与木块B相连，木块A放在木块B上，两木块质量均为m，在木块A上施加较大的竖直向下力F，整个装置处于静止状态，现突然将力F撤去，求（1）若AB粘接一起，弹簧恢复原长后，比较A、B两物向上运动的加速度大小关系若AB不粘接一起，弹簧恢复原长后，比较A、B两物向上运动的加速度大小关系（2）若AB不粘接一起，要使A、B不分离，F应满足什么条件？（提示：用简谐运动对称性）总结：物体之间分离的临界条件：物体之间的压力为零。分离之前具有相同的速度、加速度。强调：弹簧在恢复原长时刻B与A开始分离类型四：与简谐运动相关的问题很多弹簧在运动时做简谐运动，而简谐运动是有对称性的。描述运动的各个物理量（s、v、a、F回）具有对称性和周期性；简谐运动机械能守恒等。例5.如图，质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相栓接，将它们放在倾角为θ=30o的光滑斜面上，静止时弹簧的形变量为x0。斜面底端有固定挡板D，物体C靠在挡板D上。将质量也为m的物体A从斜面上的某点由静止释放，A与B相碰。已知重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。求：（1）弹簧的劲度系数k（2）若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动，求AB通过平衡位置时弹簧的形变量（3）若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动，当A与B第一次运动到最高点时，C对挡板D的压力恰好为零，求简谐运动的振幅；AB在最低点时回复力大小、此时弹簧的弹力大小、DAθBC（4）若将A从另一位置由静止释放，A与B相碰后不粘连，但仍立即一起运动，且当B第一次运动到最高点时，C对挡板D的压力也恰好为零。已知A与B相碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小为05.1gxv，求B第一次运动到最高点时，弹簧的弹性势能大小强调：画好运动过程，分析物理过程，找到平衡位置、弹簧原长位置，可以帮助我们解决弹簧类问题【课堂小结】【板书设计】【布置作业】《专题：弹簧问题》教学反思shidaye对于弹簧涉及到的物理概念和物理规律较多.从受力的角度看，弹簧上的弹力是变力；从能量的角度看，弹簧是个储能元件.弹簧的问题，考察学生的分析综合能力，备受高考命题专家的青睐。本节课作为第1课时，复习有关弹簧6个方面问题：1.关于弹簧的形变量和弹力的计算,2.求与弹簧相连物体的瞬时加速度,3.在弹力作用下物体运动情况分析---过程分析,4.与弹簧相关的临界问题或极值问题,5.与简谐运动相关的问题,6.弹性势能、弹簧弹力的功、能的转化和守恒问题.从课堂学生反馈情况，得到预期目的。分析弹簧，主要是找4个位置：原长、初末位置、平衡位置（a=0）。本节课的难点：物体分离的条件是---物体间的压力为零。如何突破呢？设计：1.水平方向的弹簧与粘连AB两物，2.水平方向的弹簧与不粘连AB两物.在平衡位置时，受力特点和加速度特点,得出AB之间压力为0，有这个基础，不粘连的物体在竖直方向和斜面上分离位置---弹簧原长位置（N=0），学生掌握牢固。弹簧涉及到有关能量问题，还要通过第2节课，对学生进行提高。对于基础不扎实部分学生，有必要对学生进行跟踪、帮助提高。