高中试题中弹簧弹力做功问题的探讨

发布时间：2018-03-17 00:43:11 来源：文档文库

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高中试题中弹簧弹力做功问题的探讨
作者：薛全员
来源：《杂文月刊·教育世界》2015年第01期

【摘要】本文通过例析，揭示了高中试题中弹簧弹力做功问题解题的两种主要思路：一是通过其他途径求解：如利用F-x图像求解，利用功能原理转化;二是让弹簧形变量相同，即选取特殊位置，使两次（或多次）弹簧弹力做功相同来解答问题。

【关键词】高中试题弹簧弹力做功

“人教版必修2”《探究弹性势能的表达式》一节，没有给出弹性势能（取弹簧原长为零势能处）的表达式。故在高中试题中，命题人在设计弹簧弹力做功类试题时，既要回避的使用，又要考查学生过程分析能力。弹簧的弹力是变力，弹力的大小随弹簧的形变量发生变化，求弹力做功时，不能直接用功的定义式，因此高中试题中在命制弹簧弹力做功问题主要有如下两种思路：

一、通过其他途径转化求解弹簧弹力做功

一方面，弹簧的弹力与形变量成正比例变化，而F-x图像与x轴所围的面积为变力F做功，故可以利用F-x图像求弹簧弹力做的功;另一方面，如果弹簧被作为系统内物体时，弹簧的弹力对系统内物体做不做功都不影响系统的机械能，故可利用能量的转化与守恒的角度求解，现举例如下：

[例1] 如图1甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点.现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，将弹簧压缩至A点，压缩量为x=0.1m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示.然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，计算时，可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力.求：