如圖所示,圖中彈簧Ⅰ和Ⅱ的勁度系數(shù)分別為,物體A和B的質(zhì)量分別為.在彈性限度之內(nèi),懸掛平衡.現(xiàn)用一定的力沿豎直方向向上托起B(yǎng),使兩彈簧的長(zhǎng)度之和恰等于兩彈簧原自然長(zhǎng)度之和.試求此時(shí)天花板對(duì)彈簧作用力F等于多大.
胡克定律(F=-kx)是定量計(jì)算彈力的公式,式中x表示彈簧形變量的大小,“-”號(hào)表示彈力F的方向與位移x的方向相反.該題要求在施加力托起 mB后,使彈簧長(zhǎng)度“恰等于兩彈簧原自然長(zhǎng)度之和”,對(duì)這句話切勿認(rèn)為此時(shí)兩彈簧都不存在形變,這實(shí)際上是不可能的.分析可知:此時(shí)的圖景必定是彈簧Ⅰ處于伸長(zhǎng)態(tài)、彈簧Ⅱ處于壓縮態(tài),而伸長(zhǎng)量與縮短量恰好相等.所求天花板對(duì)彈簧作用力F與彈簧Ⅰ的彈力是一對(duì)作用、反作用力,大小相等.本題可分別用整體法和選取物體A為研究對(duì)象的隔離體法求解.
方法1.用隔離體法求解.
設(shè)彈簧Ⅰ的伸長(zhǎng)量為==Δx.選A物為研究對(duì)象,A除受重力mg之外,還受到Ⅰ和
Ⅱ?qū)的彈力方向均豎直向上,故
因?yàn)樘旎ò鍖?duì)彈簧Ⅰ的作用力F與彈簧Ⅰ的彈力等大,故
方法2.設(shè)向上托起及彈簧Ⅰ和Ⅱ?yàn)檠芯肯到y(tǒng),則
選取為研究對(duì)象,則
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝碼/個(gè)數(shù) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
砝碼對(duì)木塊壓力/N | 0 | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 |
測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 2.90 | 3.50 |
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科目:高中物理 來(lái)源:2011屆北京市海淀區(qū)高三第二學(xué)期查漏補(bǔ)缺物理試題 題型:實(shí)驗(yàn)題
在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。
①關(guān)于操作步驟先后順序,下列說(shuō)法正確的是
A.先測(cè)量原長(zhǎng),后豎直懸掛
B.先豎直懸掛,后測(cè)量原長(zhǎng)
C.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響
D.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重
②為了探求彈簧彈力F和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系,李強(qiáng)同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測(cè)試,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象,從圖象上看,該同學(xué)沒(méi)能完全按實(shí)驗(yàn)要求做,使圖象上端成為曲線,圖象上端成為曲線是因?yàn)?nbsp; .這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為:甲彈簧為 N/m,乙彈簧為
N/m。若要制作一個(gè)精確度較高的彈簧秤,應(yīng)選彈簧 (填“甲”或“乙”)。
③以下是一位同學(xué)準(zhǔn)備完成的實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你幫這位同學(xué)按操作的先后順序,用字母排列出來(lái)是: .
A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組數(shù)據(jù)(x,F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn),并用平滑的曲線連結(jié)起來(lái).
B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí),其下端在刻度尺上的刻度L0
C.將鐵架臺(tái)固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一刻度尺
D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時(shí),彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼
E.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量,寫(xiě)出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系式。
F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。
④下表是這位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系所測(cè)的幾組數(shù)據(jù):
彈力(F/N) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
彈簧原來(lái)長(zhǎng)度(L0/cm) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
彈簧后來(lái)長(zhǎng)度(L/cm) | 16.2 | 17.3 | 18.5 | 19.6 | 20.8 |
彈簧伸長(zhǎng)量(x/cm) | | | | | |
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