新高一物理衔接课程-第8讲-弹簧的弹力——胡克定律及其应用.doc

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1、（精品讲义）新高一物理衔接课程PHY.ZHNN第8讲弹簧的弹力——胡克定律及其应用高中阶段，我们只讨论沿着弹簧轴线方向的弹力。胡克定律：在弹簧的________限度内，弹簧的弹力大小与_________成正比，即F＝______.其中k表示弹簧的___________，与弹簧的材料、长度、粗细等因素有关，反映弹簧本身的性质。由胡克定律可以推导出:ΔF=_________，表示________________与________________成正比。思考与练习：1.如何判断弹簧弹力的方向？2.同一个弹簧伸长和压缩同样的长度，其弹力大小相等吗？3.如何理解ΔF和

2、Δx?4．如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(　D　)A．L2>L1　　　　　　B．L4>L3C．L1>L3D．L2＝L4解析：求解弹簧的弹力，一般情况下利用胡克定律来求解，即在弹性限度内，F＝kx，也可以根据共点力的平衡求解．因弹簧右端受力相同，故弹簧

3、的形变量相同，故L1＝L2＝L3＝L4.5.如图所示，a,b,c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，该系统处于平衡状态，则下列判断正确的是(答案：A)A.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于压缩状态而M处于不伸不缩状态6．一个质量可以不计的弹簧，其弹力F的大小与长度l的关系如图中的直线a、b所示，这根弹簧的劲度系数为(　答案：C　)A．1250N/mB．625N/mC．2500N/mD．833N/m解析：由图可知：弹簧原长为12cm，当

4、压缩量为4cm，其弹力为100N，由胡克定律可知F＝kΔx，k＝N/m＝2500N/m，故只有C正确．8—4（精品讲义）新高一物理衔接课程PHY.ZHNN7．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为(　答案：C　)A.B.C.D.解析：由胡克定律可知：k＝＝，k＝，故C项正确．8.如图所示，为一轻质弹簧的长度L和弹力F的大小关系图线，试由图线确定：（1）弹簧的原长；（2）弹簧的劲度系数；（3）弹簧伸长0.15m时，弹力的大小.解析:（

5、1）从F-L图象知：弹簧原长l0=10cm=0.10m(2)同理读出：F=10N时，L=15cm=0.15m，故x=l-l0=0.05m.由公式F=kx得（3）弹簧伸长x′=0.15m时，弹簧总长l′=0.25m，有可能超过弹性限度，若在弹性限度内，则F′=kx′=30N.9.如图所示，劲度系数为k2的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物块上表面连接在一起，要想物体在静止时，下面弹簧承受物重的2/3，应将上面弹簧持上端A竖直向上提高多大的距离？解析：.末态时物块受力分析如图所示,其中F1

6、′与F2′分别是弹簧k1,k2的作用力,物块静止时有F1′+F2′=mg.对弹簧k2:初态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg末态弹簧k2(压缩)弹力,弹簧k2长度变化量Δx2=ΔF2/k2=(F2-F2′)/k2=mg3k2对弹簧k1:初态时弹簧k1(原长）弹力F1=0，末态时弹簧k1(伸长）弹力F1′=mg/3弹簧k1的长度变化量Δx1=ΔF1/k1=(F1′-F1)/k1=mg/(3k1)由几何关系知所求距离为：Δx1+Δx2=mg(k1+k2)/(3k1k2).10.如图，劲度系数为的轻弹簧两端分别与质量为、的物块1、2拴接，劲度系数为的轻弹簧上端与

7、物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态。现将物块1缓慢地竖直上提，直到下面弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中物块1上升的高度为,物块2上升的高度为.【解析】由题意可知，弹簧长度的增加量就是物块2的高度增加量，弹簧长度的增加量与弹簧长度的增加量之和就是物块1的高度增加量.由物体的受力平衡可知，弹簧的弹力将由原来的压力变为0,弹簧的弹力将由原来的压力变为拉力,弹力的改变量也为.所以、弹簧的伸长量分别为:和8—4（精品讲义）新高一物理衔接课程PHY.ZHNN故物块2上升的高度为,物块1上升的高度为11.如图所示，原长分别为L1和L2、劲度系数分别

8、为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下.两弹簧之