何克亮

縱觀歷年高考物理試題，和彈簧有關(guān)的試題占有相當(dāng)大的比重。這類試題涉及靜力學(xué)問題、動(dòng)力學(xué)問題、動(dòng)量守恒和能量守恒問題、振動(dòng)問題、功能問題等。對(duì)于彈簧，從受力角度來看，彈簧上的彈力是變力；從能量角度來看，彈簧是儲(chǔ)能元件。因此，彈簧問題能很好地考查學(xué)生的綜合分析能力，故受到高考命題老師的青睞。但是學(xué)生對(duì)這類問題顯得束手無策，不知從何處下手?，F(xiàn)將有關(guān)彈簧問題進(jìn)行分類剖析。

一、 彈簧問題中的靜力學(xué)

[例1]（2008年全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合試題山東卷第16題）用輕彈簧豎直懸掛的質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長量為L0，現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2 m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長量也為L0，斜面傾角θ為30°，如圖1所示。則物體所受摩擦力（）。

B.大小為12 mg，方向沿斜面向下

C.大于為32 mg，方向沿斜面向上

D.大小為mg，方向沿斜面向上

分析：這類問題涉及處理力學(xué)問題的基本方法。弄清研究對(duì)象并進(jìn)行受力分析是正確解決這類問題的關(guān)鍵。

解：輕彈簧豎直懸掛物體靜止時(shí)，物體受豎直向上的彈力和豎直向下的重力作用。取豎直向下為正，有mg-kL0=0…………①

輕彈簧沿斜面方向拉住物體靜止時(shí)，物體受豎直向下的重力2 mg、沿斜面向上的彈力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面的摩擦力F。取沿斜面向下為正，有2 mg· sinθ+F=kL0…………②

由①②式得F=0，故選A項(xiàng)。

二、 彈簧問題中的動(dòng)力學(xué)

圖2[例2]（2010年全國卷理科綜合試題第15題）如圖2所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有 （）。

分析：這類問題涉及瞬時(shí)加速度，需要對(duì)物體進(jìn)行受力分析。理解彈簧彈力不能突變和對(duì)物體進(jìn)行受力分析是正確解決這類問題的關(guān)鍵。

解：在抽出木板的瞬時(shí)，彈簧對(duì)1的支持力和對(duì)2的壓力并未改變。

1物體受重力和支持力，mg=F，a1=0。2物體受重力和壓力，根據(jù)牛頓第二定律a=F+MgM=M+mMg，故選C項(xiàng)。

三、 彈簧問題中動(dòng)量和能量

（1）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大?。?/p>

（2）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；

（3）從外殼下端離開桌面到上升至h2處，筆損失的機(jī)械能。

分析：這類問題涉及動(dòng)量及其守恒、能量及其守恒，還要求學(xué)生具備一定的分析綜合能力和推理能力。弄清物體的運(yùn)動(dòng)過程和所處的特殊狀態(tài)是正確解決這類問題的關(guān)鍵。

解：設(shè)外殼上升高度h1時(shí)速度為v1，外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大小為v2，

（3）外殼和內(nèi)芯以共同速度上升的過程，能量守恒，外殼和內(nèi)芯碰撞過程有能量損失，損失量為：

（責(zé)任編輯易志毅）