利用物理模型解决弹簧类问题

弹簧问题经常出现在高考中,是由于弹簧和与其相连的物体构成的系统相互作用时涉及到的物理规律比较多、运动状态比较复杂、所给条件比较隐蔽．弹簧问题能考查学生分析物理过程、建立物理模型的能力,对学生思维能力和知识迁移能力的要求也比较高．     

双振子的弹簧振子模型

在动量与能量结合问题中，有一类常见的弹簧振子问题，在近年高考及竞赛题中时有出现．     

组合线性弹簧振子中的非线性振动

从拉格朗日方程出发,分析了几种常见的线性弹簧组合,对作非线性振动弹簧振子进行了数值求解.当作微小振动时,正好是几种典型的非线性振动.通过计算得出解析解并与数值解进行了对比.     

如何解决"绳"和"弹簧"的突变类问题

在中学物理中"绳"和"弹簧"都是一种理想化的物理模型.以轻质"绳"和轻"弹簧"为载体,设置复杂的物理情境,考查力的概念、物体的平衡、牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是历年来高考命题的重点,几乎每年高考试题均有所见.因此在高考复习中也引起了教师和学生的足够重视.大多数学生对此类问题涉及的知识要点不能深化理解,思维不够灵活而导致容易出错.而一些缺少     

万有引力问题中的两个常见误解

万有引力定律是高中力学部分的一个重要知识点.涉及万有引力的问题常常能激发学生探求科学真理的欲望;然而对问题认识得不全面,常常会使学生产生种种误解.下面笔者就剖析两个常见的错误认识.     

弹簧耦合摆在复杂情况下的小振动解

求解弹簧耦合摆的简正频率是理论力学中一道非常经典的题目,用分析力学的角度研究该题是一种重要的方法.目前对弹簧摆的研究多针对两单摆间的距离恰好等于弹簧原长;而当距离略大于或小于弹簧原长时,平衡状态下单摆摆线不再处于竖直状态,由于涉及不同的小角度近似,系统动能和势能的表示都变得更为复杂.本文探究了弹簧耦合摆系统的简正频率与系统静止时摆线偏移竖直方向角度的关系,利用MATLAB计算对比了是否使用小角度近似的运动过程,得到了近似解的适用情况.最后,在不考虑小角度的情况下,计算了拍频与弹簧固有频率、单摆固有频率和单摆平衡状态下偏移角度的关系.     

关于弹簧振子固有频率的进一步讨论

近年来,国内外的一些研究生入学试题中,常见的一个题目是,在不能忽略弹簧质量的前题下计算弹簧振子的固有频率。这个问题本质上牵涉到弹性介质中波的传播问题,比较复杂.但是,在某些简化假设下,可以用计算固有频率的能量法──雷利法[1]来近似求解,并证明在此情况下弹簧振子的固有(圆)频率为[2]:式中k为弹簧的倔强系数,m为弹簧的质量,M为振动物体的质量. 现在,我们证明(1)式只是精确解在一定程度下的近似,同时讨论(1)式的应用条件和因而引起的误差,以便对(1)式有个较深入的理解. 我们仍然需要作一些简化处理,即把弹簧简化为一根均匀的弹性杆…     

基于GeoGebra对一种弹簧摆问题的可视化研究

通过对一种弹簧摆问题的动力学方程的研究,得到它的运动规律.然后借助GeoGebra软件对不同参数下的弹簧摆进行了数值模拟,得到其运动轨迹图像,从而直观地研究了弹簧摆运动.     

弹簧的弹力会发生突变吗?

在中学物理的力学问题中,经常会出现有关轻杆、轻绳与轻弹簧的弹力的问题,很多教学辅导书籍及物理教学杂志的作者往往将其总结为:轻杆与轻绳的弹力可突变,而轻弹簧的弹力只能渐变不能突变.与此相关的高考试题也常出现,轻弹簧的弹力果真不能发生突变吗?笔者认为这种观点过于表面化,是片面的.     

应用MATLAB研究弹簧摆的动力学行为

对中学物理中的一种常见模型——弹簧摆模型进行了动力学行为模拟,研究发现在参数选择不同的情况下,系统表现出了丰富的动力学行为.     

无负荷质量弹簧振动固有频率的研究

通过弹簧和弹性细杆之间的类比,推导出无负荷质量弹簧在几种常见边界条件下纯纵向振动的频率方程及固有频率的公式并进行了讨论。     

如何计算有质量弹簧的形变量

在高中物理阶段,所处理的弹簧问题,都是将弹簧理想化为轻质弹簧,即没有质.如果将两个大小不等的F作用于轻弹簧的两端,根据牛顿第二定律F=ma,轻弹簧将会产生无穷大的加速度,导致问题无法研究.因此大多高中题目中都强调是轻弹簧,弹簧各处张力相等,两端受的的拉力大小时刻相等,弹簧伸长量根据胡克定律△x=F/k,其中F是弹簧一端受力的大小.如果是有质量的弹簧则不同,对于有质量的弹簧两端的拉力可以随便取,一旦弹簧两端拉力不同时,伸长量又是多少呢?     

弹簧系统几个难点问题分析

通过对弹簧问题几个难点的分析,能够培养学生分析物理过程和建立物理图景的能力,能够培养学生物理思维品质和挖掘学生学习潜能.     

共点力平衡问题中几类特殊题型分析

主要对高中共点力平衡问题的几种常见的特殊题型进行了归类分析. 归纳了共点力平衡问题中的动态 平衡类问题、 杆类问题、 滑轮类问题以及连接体类问题的特点及其解题策略     

“小球竖压弹簧”模型的深层探讨

"小球竖压弹簧"模型,涉及多个运动过程,知识综合性强,能力要求高,联系实际紧密,是高考命题的热点问题,能多角度考核学生的力学整合素能.     

高考中的弹簧问题分类解析

近年来，高考物理试卷中的弹簧试题频频出现，弹簧题之所以备受青睐，首先是由于弹簧的特性及与其相连物体构成的系统的运动状态具有很强的综合性和隐蔽性；其二是弹簧在伸缩过程中涉及的力和加速度、简谐运动、功能关系、动量和能量问题中的物理概念、物理规律、物理情景；其三是弹簧试题不仅能全方位考查考生分析物理过程，理清物理解题思路，也能培养考生物理思维品质和反映考生的学习潜能．因而，弹簧试题也就成为每年高考命题的重、难、热点．现将近3年高考物理中的弹簧试题归类、对典型试题加以评析，从中领悟和欣赏命题专家的独具匠心．     

水平旋转弹簧的临界角速度

本文指出了目前文献上在旋转弹簧临界角速度的研究中存在的问题,给出了物理上符合实际的旋转弹簧临界角速度的定义.在导出旋转弹簧内部的弹力分布基础上,根据该定义确定了旋转弹簧的临界角速度和临界长度表达式,并讨论了相关问题.     

利用光电计数器研究弹簧振子的周期——知识扩展

在气垫导轨上测量弹簧振子的周期是中学物理中的重要实验,实验一般采用一个光电门和一个挡光片测量弹簧振子的周期,实验方法较单一,实验过程容易出现错误,为此,文章提供了几种不同的光电门和挡光片的组合下弹簧振子周期的计算方法,解决了实验测量中的问题,培养了学生的发散思维,锻炼了学生解决问题的能力.     

弹簧参与的微小振动一定是简谐运动吗

振动和波动是生活中的一种非常普遍而重要的运动形式,其中简谐振动是最简单、最基本的运动,弹簧振子是研究简谐运动的最基本模型.在研究弹簧参与的微小振动时,部分学生不能很好的判定弹簧参与的微小振动是否为简谐运动.本文讨论了系统作简谐运动的充要条件,并通过4个具体例子详细分析了弹簧参与的微小振动.     

视深课件

现行中师物理第一册"几种常见的折射现象"一节涉及"视深"问题. 为了使学生在有限的时间内准确地掌握视深知识,笔者特制作了如下课件.