彈簧力學

彈性材料是機械和儀錶製造業廣泛採用的製作各種零件和元件的基礎材料，它在各類機械和儀錶

中的主要作用有：通過變形來吸收振動和衝擊能量，緩和機械或零部件的震動和衝擊；利用自身形變

時所儲存的能量來控制機械或零部件的運動；實現介質隔離、密封、軟軸連接等功能。還可以利用彈

性材料的彈性、耐蝕性、導磁、導電性等物理特性，製成儀器、儀錶元件，將壓力、張力、溫度等物

理量轉換成位移量，以便對這些物理量進行測量或控制

彈簧是高中物理中的一種常見的物理模型，幾乎每年高考對這種模型有所涉及和作為壓軸題加以考查。它涉及的物理問題較廣，有：平衡類問題、運動的合成與分解、圓周運動、簡諧運動、做功、衝量、動量和能量、帶電粒子在複合場中的運動以及臨界和突變等問題。為了將本問題有進一步了解和深入，現歸納整理如下

一、物理模型：輕彈簧是不計自身質量，能產生沿軸線的拉伸或壓縮形變，故產生向內或向外的彈力。

二、模型力學特徵：輕彈簧既可以發生拉伸形變，又可發生壓縮形變，其彈力方向一定沿彈簧方向，彈簧兩端彈力的大小相等，方向相反。

三、彈簧物理問題：

1． 彈簧平衡問題：抓住彈簧形變數、運動和力、促平衡、列方程。

2． 彈簧模型應用牛頓第二定律的解題技巧問題：

（1）彈簧長度改變，彈力發生變化問題：要從牛頓第二定律入手先分析加速度，從而分析物體運動規律。而物體的運動又導致彈力的變化，變化的規律又會影響新的運動，由此畫出彈簧的幾個特殊狀態（原長、平衡位置、最大長度）尤其重要。

（2）彈簧長度不變，彈力不變問題：當物體除受彈簧本身的彈力外，還受到其它外力時，當彈簧長度不發生變化時，彈簧的彈力是不變的，出就是形變數不變，抓住這一狀態分析物體的另外問題。

（3）彈簧中的臨界問題：當彈簧的長度發生改變導致彈力發生變化的過程中，往往會出現臨界問題：如“兩物體分離”、“離開地面”、“恰好”、“剛好”……這類問題找出隱含條件是求解本類題型的關鍵。

3． 彈簧雙振子問題：

它的構造是：一根彈簧兩端各連接一個小球（物體），這樣的裝置稱為“彈簧雙振子”。本模型它涉及到力和運動、動量和能量等問題。本問題對過程分析尤為重要。