核心素養(yǎng)下“彈簧類”問題的復(fù)習(xí)教學(xué)策略探究

摘 要：核心素養(yǎng)指出教學(xué)過程中必須使學(xué)生逐步形成適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力;物理學(xué)科作為一門自然學(xué)科，是落實學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵成分。物理核心素養(yǎng)中物理觀念主要包括：物質(zhì)觀念、運(yùn)動觀念、相互作用觀念、能量觀念，這是教學(xué)的核心，高中物理模型較多，彈簧模型是高中物理的一個重要模型，它的研究貫穿于整個高中物理的基礎(chǔ)部分，對它的教學(xué)探討有助于學(xué)生培養(yǎng)物理觀念。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理觀念;彈簧模型

彈簧作為一個重要的物理模型，在整個高中物理教學(xué)和考查中具有舉足輕重的地位，在平衡、非平衡、運(yùn)動和能量中都有較多的考查，主要考查彈簧與物塊相連接的問題，縱觀各類考查，復(fù)習(xí)備考中應(yīng)把握好彈簧的幾大特點：（1）彈力大小可以根據(jù)物體的狀態(tài)求解，也可以用F=kx求解，（2）彈簧的形變與物體的位移相關(guān)，（3）彈簧的力隨形變發(fā)生變化，是一個變力，（4）彈簧的力不具有突變性，（5）彈簧具有的能量主要通過動能定理或能量守恒求解，少數(shù)用kx2求解，（6）彈簧的幾個特殊點：①原長（彈力為零，彈性勢能為零），②平衡點（加速度為零），③形變相同的位置（彈力相同，彈性勢能相同），掌握好這幾個特點，彈簧問題就可以迎刃而解，下面列舉幾個典型例題闡述其應(yīng)用。

—、 靜平衡中的應(yīng)用

例1 如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧，在此過程中下面木塊移動的距離為（? ）

解析：答案C，在此過程中，壓在下面彈簧上的壓力由（m1+m2）g減小到m2g，即減少了m1g，根據(jù)胡克定律可斷定下面彈簧的長度增長了，即下面木塊移動的距離為

點評：本題主要考查了胡克定律的應(yīng)用，求解本題主要需要知道物塊的位移與彈簧2的形變變化量有關(guān)。本題可以延伸求解上面木塊移動的距離。

二、 非平衡中的應(yīng)用

例2 如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長的彈簧，則當(dāng)木塊接觸彈簧后（? ）

A. 木塊立即做減速運(yùn)動

B. 木塊在一段時間內(nèi)速度仍可增大

C. 當(dāng)F等于彈簧彈力時，木塊速度最大

D. 彈簧壓縮量最大時，木塊加速度為零

解析：答案BC。木塊在光滑水平面上做勻加速運(yùn)動，與彈簧接觸后，當(dāng)F>F彈時，隨彈簧形變量的增大，向左的彈力F彈逐漸增大，木塊做加速度減小的加速運(yùn)動;當(dāng)彈力和F相等時，木塊速度最大，之后木塊做減速運(yùn)動，彈簧壓縮量最大時，木塊加速度向左不為零，故選項B、C正確。

點評：本題主要考查了彈簧彈力是變力的特點，隨著形變量的增大，彈力增大，加速度減小，當(dāng)

彈時，加速度為零，速度最大。

例3 如圖放置在傾角為θ=30°的光滑斜面上，如圖所示系統(tǒng)靜止時，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是（? ）

解析：答案B，細(xì)線被燒斷的瞬間，小球B的受力情況不變，加速度為零。燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為T=2mgsinθ，燒斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsinθ，所以A球的瞬時加速度為aA=2gsin30°=g，故選項B正確。

點評：本題考查了彈簧彈力不能突變的特點。

三、 彈簧的綜合應(yīng)用

例4 如圖所示，質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg的小物塊中間連接有勁度系數(shù)k=100N/m的輕質(zhì)彈簧，整個裝置放在傾角為30°的固定光滑斜面上。斜面底端有固定擋板。對物塊A施加一個沿斜面向下的大小F=10N的力，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。彈簧的彈性勢能Ep=，x為彈簧長度相對彈簧原長的形變量。現(xiàn)撤去外力F，g取10m/s2。則（? ）

A. 撤去外力F瞬間，擋板對B物塊的作用力大小為25N

B. 撤去外力F后，物塊A在運(yùn)動過程中機(jī)械能增加

C. 當(dāng)物塊B與擋板剛要分離時，物塊A克服重力做功為2.5J

D. 撤去外力F后，物體B不會離開擋板，物體A沿斜面向上運(yùn)動0.1m時速率最大

解析：答案AD。審題中注意關(guān)鍵語句，固定光滑斜面，對物塊A施加一個沿斜面向下的大小F=10N的力，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。

對A撤去力F前分析，F(xiàn)+mAsinθ=F彈，F(xiàn)彈=20N，對B分析，撤去力F瞬間，彈簧彈力不變，由平衡方程

點評：本題考查了彈簧的彈力計算和彈力不能突變的特點，以及彈力是變力和彈性勢能的計算。

學(xué)習(xí)物理，培養(yǎng)核心素養(yǎng)，建立學(xué)生的物理觀念，教師要帶著學(xué)生從物理模型入手，分別探討該物理模型所涉及的運(yùn)動觀、相互作用觀、能量觀。尤其學(xué)生進(jìn)入高三以后，引導(dǎo)學(xué)生逐個模型分析，會讓學(xué)生對高中物理融會貫通，達(dá)到醍醐灌頂?shù)男Ч?。因此學(xué)習(xí)過程中要善于不斷思考、總結(jié)，方可得到提升，所謂物理必須“窮物悟理”。

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作者簡介：田小平，重慶市，重慶市彭水第一中學(xué)。