专题4.1 弹簧模型-2023届高考物理二、三轮复习总攻略

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目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc1116" 模型一 静力学中的弹簧模型 PAGEREF _Tc1116 \h 1
\l "_Tc25592" 模型二 动力学中的弹簧模型 PAGEREF _Tc25592 \h 2
\l "_Tc6319" 模型三 与动量、能量有关的弹簧模型 PAGEREF _Tc6319 \h 5
\l "_Tc18263" 专题跟踪检测 PAGEREF _Tc18263 \h 9
模型一 静力学中的弹簧模型
静力学中的弹簧模型一般指与弹簧相连的物体在弹簧弹力和其他力的共同作用下处于平衡状态的问题，涉及的知识主要有胡克定律、物体的平衡条件等，难度中等偏下。
【例1】如图所示，一质量为m的木块与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在斜面顶端。木块放在斜面上能处于静止状态。已知斜面倾角θ＝37°，木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。弹簧在弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。则( )
A．弹簧可能处于压缩状态
B．弹簧的最大形变量为eq \f(3mg,5k)
C．木块受到的摩擦力可能为零
D．木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
【答案】C
【解析】木块与斜面间的最大静摩擦力fmax＝μmgcs θ＝0.4mg，木块重力沿斜面方向的分力为G1＝mgsin θ＝0.6mg，由G1>fmax可知，弹簧弹力的方向不可能向下，即弹簧不可能处于压缩状态，故A错误；弹簧有最大形变量时满足G1＋fmax＝kΔxm，解得Δxm＝eq \f(mg,k)，故B错误；当G1＝F弹时，木块受到的摩擦力为零，故C正确；当G1>F弹时，木块受到的摩擦力沿斜面向上，当G1