核心素养下“弹簧类”问题的复习教学策略探究

摘 要：核心素养指出教学过程中必须使学生逐步形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力;物理学科作为一门自然学科，是落实学生科学素养的关键成分。物理核心素养中物理观念主要包括：物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念，这是教学的核心，高中物理模型较多，弹簧模型是高中物理的一个重要模型，它的研究贯穿于整个高中物理的基础部分，对它的教学探讨有助于学生培养物理观念。

关键词：核心素养;物理观念;弹簧模型

弹簧作为一个重要的物理模型，在整个高中物理教学和考查中具有举足轻重的地位，在平衡、非平衡、运动和能量中都有较多的考查，主要考查弹簧与物块相连接的问题，纵观各类考查，复习备考中应把握好弹簧的几大特点：（1）弹力大小可以根据物体的状态求解，也可以用F=kx求解，（2）弹簧的形变与物体的位移相关，（3）弹簧的力随形变发生变化，是一个变力，（4）弹簧的力不具有突变性，（5）弹簧具有的能量主要通过动能定理或能量守恒求解，少数用kx2求解，（6）弹簧的几个特殊点：①原长（弹力为零，弹性势能为零），②平衡点（加速度为零），③形变相同的位置（弹力相同，弹性势能相同），掌握好这几个特点，弹簧问题就可以迎刃而解，下面列举几个典型例题阐述其应用。

—、 静平衡中的应用

例1 如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在此过程中下面木块移动的距离为（  ）

解析：答案C，在此过程中，压在下面弹簧上的压力由（m1+m2）g减小到m2g，即减少了m1g，根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了，即下面木块移动的距离为

点评：本题主要考查了胡克定律的应用，求解本题主要需要知道物块的位移与弹簧2的形变变化量有关。本题可以延伸求解上面木块移动的距离。

二、 非平衡中的应用

例2 如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的弹簧，则当木块接触弹簧后（  ）

A. 木块立即做减速运动

B. 木块在一段时间内速度仍可增大

C. 当F等于弹簧弹力时，木块速度最大

D. 弹簧压缩量最大时，木块加速度为零

解析：答案BC。木块在光滑水平面上做匀加速运动，与弹簧接触后，当F>F弹时，随弹簧形变量的增大，向左的弹力F弹逐渐增大，木块做加速度减小的加速运动;当弹力和F相等时，木块速度最大，之后木块做减速运动，弹簧压缩量最大时，木块加速度向左不为零，故选项B、C正确。

点评：本题主要考查了弹簧弹力是变力的特点，随着形变量的增大，弹力增大，加速度减小，当

弹时，加速度为零，速度最大。

例3 如图放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上，如图所示系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，则下列说法正确的是（  ）

解析：答案B，细线被烧断的瞬间，小球B的受力情况不变，加速度为零。烧断前，分析整体受力可知线的拉力为T=2mgsinθ，烧断瞬间，A受的合力沿斜面向下，大小为2mgsinθ，所以A球的瞬时加速度为aA=2gsin30°=g，故选项B正确。

点评：本题考查了弹簧弹力不能突变的特点。

三、 弹簧的综合应用

例4 如图所示，质量分别为mA=2kg、mB=1kg的小物块中间连接有劲度系数k=100N/m的轻质弹簧，整个装置放在倾角为30°的固定光滑斜面上。斜面底端有固定挡板。对物块A施加一个沿斜面向下的大小F=10N的力，整个装置处于静止状态。弹簧的弹性势能Ep=，x为弹簧长度相对弹簧原长的形变量。现撤去外力F，g取10m/s2。则（  ）

A. 撤去外力F瞬间，挡板对B物块的作用力大小为25N

B. 撤去外力F后，物块A在运动过程中机械能增加

C. 当物块B与挡板刚要分离时，物块A克服重力做功为2.5J

D. 撤去外力F后，物体B不会离开挡板，物体A沿斜面向上运动0.1m时速率最大

解析：答案AD。审题中注意关键语句，固定光滑斜面，对物块A施加一个沿斜面向下的大小F=10N的力，整个装置处于静止状态。

对A撤去力F前分析，F+mAsinθ=F弹，F弹=20N，对B分析，撤去力F瞬间，弹簧弹力不变，由平衡方程

点评：本题考查了弹簧的弹力计算和弹力不能突变的特点，以及弹力是变力和弹性势能的计算。

学习物理，培养核心素养，建立学生的物理观念，教师要带着学生从物理模型入手，分别探讨该物理模型所涉及的运动观、相互作用观、能量观。尤其学生进入高三以后，引导学生逐个模型分析，会让学生對高中物理融会贯通，达到醍醐灌顶的效果。因此学习过程中要善于不断思考、总结，方可得到提升，所谓物理必须“穷物悟理”。

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作者简介：田小平，重庆市，重庆市彭水第一中学。