高中物理·多题一解:斜面→弹簧→水平抛

能量守恒综合应用 · 专业交互式演示 + AI智能助手

📊 斜面→弹簧→水平抛:能量守恒多题一解

三段过程统一建模 · 实时可视化
题目(综合题)

质量为 m 的小球从高度为 H 的光滑斜面顶端由静止滑下,到达底部后压缩一根劲度系数为 k 的轻质弹簧。弹簧回弹将小球水平弹出,小球从高度为 h 的平台水平抛出。忽略所有摩擦,重力加速度为 g。求:

  1. 弹簧的最大压缩量 xmax
  2. 小球离开弹簧时的速度 v₀
  3. 水平抛出后的飞行时间 t 和水平射程 R
课堂目标:体会"能量守恒"作为通解工具,一次性贯穿三个物理过程;理解机械能转化路径:重力势能 → 弹性势能 → 动能 → 抛体运动。

🔧 多题一解·方法模板

① 斜面下滑:mgH = ½kx²max + 0 → xmax = √(2mgH/k)
② 弹簧回弹:mgH = ½mv₀² → v₀ = √(2gH)
③ 水平抛:t = √(2h/g);R = v₀·t = √(2gH)·√(2h/g) = 2√(Hh)

提示:调整参数观察能量转化过程,动画分三段:斜面→弹簧→水平抛。

最大压缩 xmax (m)
初速度 v₀ (m/s)
飞行时间 t (s)
水平射程 R (m)