高一物理銜接課程-第8講-彈簧的彈力——胡克定律及其應(yīng)用(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第8講 彈簧的彈力胡克定律及其應(yīng)用高中階段，我們只討論沿著彈簧軸線方向的彈力。胡克定律： 在彈簧的_限度內(nèi)，彈簧的彈力大小與_成正比，即F_. 其中k表示彈簧的_，與彈簧的材料、長度、粗細(xì)等因素有關(guān)，反映彈簧本身的性質(zhì)。由胡克定律可以推導(dǎo)出: F = _ ，表示_與_成正比。思考與練習(xí)：1. 如何判斷彈簧彈力的方向？2. 同一個彈簧伸長和壓縮同樣的長度，其彈力大小相等嗎？3. 如何理解F和x ? 4如圖所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上，中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，中彈簧的左

2、端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在粗糙的桌面上滑動若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3、L4依次表示四個彈簧的伸長量，則有(D)AL2>L1BL4>L3CL1>L3 DL2L4解析：求解彈簧的彈力，一般情況下利用胡克定律來求解，即在彈性限度內(nèi)，F(xiàn)kx，也可以根據(jù)共點(diǎn)力的平衡求解因彈簧右端受力相同，故彈簧的形變量相同，故L1L2L3L4. 5. 如圖所示，a,b,c為三個物塊，M、N為兩個輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩，該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則下列判斷正確的是( 答案：A )A.有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)B.有可能N處于壓縮狀

3、態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)C.有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)D.有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)6一個質(zhì)量可以不計(jì)的彈簧，其彈力F的大小與長度l的關(guān)系如圖中的直線a、b所示，這根彈簧的勁度系數(shù)為(答案：C)A1250 N/m B625 N/m C2500 N/m D833 N/m解析：由圖可知：彈簧原長為12 cm，當(dāng)壓縮量為4 cm，其彈力為100 N，由胡克定律可知Fkx，k N/m2500 N/m，故只有C正確 7一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長度為l2.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為

4、(答案：C)A. B. C. D.解析：由胡克定律可知：k，k，故C項(xiàng)正確 8. 如圖所示，為一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F的大小關(guān)系圖線，試由圖線確定：（1）彈簧的原長；（2）彈簧的勁度系數(shù)；（3）彈簧伸長0.15 m時，彈力的大小.解析:（1）從F-L圖象知：彈簧原長l0=10 cm=0.10 m(2)同理讀出：F=10 N時，L=15 cm=0.15 m，故x=l-l0=0.05 m.由公式F=kx得（3）彈簧伸長x=0.15 m時，彈簧總長l=0.25 m，有可能超過彈性限度，若在彈性限度內(nèi)，則F=kx=30 N.9. 如圖所示，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧，豎直放在桌面上，上面壓一質(zhì)量為m的

5、物體，另一勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧豎直地放在物體上面，其下端與物塊上表面連接在一起，要想物體在靜止時，下面彈簧承受物重的2/3，應(yīng)將上面彈簧持上端A豎直向上提高多大的距離？解析：.末態(tài)時物塊受力分析如圖所示,其中F1與F2分別是彈簧k1,k2的作用力,物塊靜止時有F1+F2=mg. 對彈簧k2:初態(tài)時,彈簧k2(壓縮)的彈力F2=mg末態(tài)彈簧k2(壓縮)彈力,彈簧k2長度變化量x2=F2/k2=(F2-F2)/k2=mg3k2對彈簧k1:初態(tài)時彈簧k1(原長）彈力F1=0，末態(tài)時彈簧k1(伸長）彈力F1=mg/3彈簧k1的長度變化量x1=F1/k1=(F1-F1)/k1=mg/(3k1)由幾何

6、關(guān)系知所求距離為：x1+x2=mg(k1+k2)/(3k1k2).10. 如圖，勁度系數(shù)為的輕彈簧兩端分別與質(zhì)量為、的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為的輕彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面彈簧的下端剛脫離桌面。在此過程中物塊1上升的高度為 ,物塊2上升的高度為 .【解析】由題意可知，彈簧長度的增加量就是物塊2的高度增加量，彈簧長度的增加量與彈簧長度的增加量之和就是物塊1的高度增加量.由物體的受力平衡可知，彈簧的彈力將由原來的壓力變?yōu)?,彈簧的彈力將由原來的壓力變?yōu)槔?彈力的改變量也為 .所以、彈簧的伸長量分別為:和故物塊2上升的

7、高度為 , 物塊1上升的高度為11. 如圖所示，原長分別為L1和L2、勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧豎直地懸掛在天花板下.兩彈簧之間有一個質(zhì)量為m1的物體，最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體。整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時兩個彈簧長度為_.用一個質(zhì)量為m的平板把下面的物體豎直地緩慢地向上托起，直到兩個彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和，這時平板受到下面物體的壓力大小等于_. 答案: 解析:彈簧L1L1=（m1+m2)g/k1;彈簧L2L2=m2g/k2，兩彈簧總長度托起m2后，L1=L2，對m1： k1·L1+k2·L2=m1g，得L2=m1g/(k1+k2),這時平板所受到的m

8、2的壓力大小為：F N=k2·L2+m2g.12. S1和S2表示勁度系數(shù)分別為k1，和k2兩根輕質(zhì)彈簧，k1>k2；A和B表示質(zhì)量分別為mA和mB的兩個小球，mA>mB,將彈簧與小球按圖示方式懸掛起來現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大則應(yīng)使( 答案：D )A.S1在上，A在上 B.S1在上，B在上 C.S2在上，A在上 D.S2在上，B在上13緩沖裝置可抽象成如右圖所示的簡單模型，圖中A、B為原長相等、勁度系數(shù)分別為k1、k2(k1k2)的兩個不同的輕質(zhì)彈簧下列表述正確的是(D)A裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧產(chǎn)生的彈力之比F1F2k1k2C勢

9、片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的長度之比l1l2k2k1D墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的壓縮量之比x1x2k2k1解析：根據(jù)力的作用是相互的可知：輕質(zhì)彈簧A、B中的彈力是相等的，即k1x1k2x2，所以兩彈簧的壓縮量之比x1x2k2k1，故D正確14. 如圖，兩個勁度系數(shù)分別為的輕彈簧豎直懸掛，下端用光滑細(xì)繩連接，并有一光滑輕滑輪放在細(xì)線上，滑輪下端掛一重為的物體后滑輪下降，求滑輪靜止后重物下降的距離。【解析】 兩彈簧從形式上看似乎是并聯(lián)，但因每根彈簧的彈力相等，故兩彈簧實(shí)為串聯(lián);兩彈簧的彈力均，可得兩彈簧的伸長量分別為，兩彈簧伸長量之和，故重物下降的高度為: 【答案】15. 一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧，大彈簧比小彈簧長0.2m，它們的一端固定，另一