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    海北關(guān)于彈簧的彈力變化問(wèn)題

    時(shí)間:2019-12-24 點(diǎn)擊:32780次

    前面我們已經(jīng)講解了定桿和動(dòng)桿的彈力方向問(wèn)題,沒(méi)有預(yù)習(xí)的小伙伴請(qǐng)戳高中難點(diǎn)內(nèi)容:關(guān)于定桿和動(dòng)桿的彈力問(wèn)題詳細(xì)了解。


    今天,我們就著重分析彈簧的彈力問(wèn)題,找一找彈簧內(nèi)心最真實(shí)的想法。


    一、彈簧彈力的方向

    彈簧在彈力的方向上和動(dòng)桿類(lèi)似,可拉、可壓,彈力方向與彈簧形變方向相反。


    二、彈簧彈力的大小

    相比較桿和繩,彈簧彈力大小最特殊,特殊到居然可以由公式來(lái)計(jì)算彈簧的彈力!這個(gè)公式就是F=kx(①并不是說(shuō)桿和繩不能用此公式計(jì)算,只是高中階段認(rèn)為桿和繩無(wú)形變,計(jì)算不涉及此公式;②此公式中的x指形變量。


    所以,處理彈簧彈力大小的問(wèn)題只需要找彈簧的形變量就可以了。


    彈簧彈力的大小和方向都比較簡(jiǎn)單,我們著重講解彈簧的第三個(gè)特點(diǎn):


    三、彈簧彈力變化問(wèn)題

    由(二)可知,當(dāng)k一定時(shí),彈簧彈力F與形變量x成正比。如圖三,當(dāng)外力剛撤去的那一瞬間,彈簧來(lái)不及收縮,彈簧的形變量來(lái)不及發(fā)生變化。


    彈簧的形變量不變,所以彈簧的彈力大小不變。也就是說(shuō),當(dāng)外力撤去的一瞬間,彈簧的彈力保持不變。


    為了方便理解,我們來(lái)看兩個(gè)例題。


    處理此類(lèi)問(wèn)題,只需要抓住“撤去外力瞬間,彈簧彈力不變”。也就是說(shuō),撤去外力瞬間,受力分析中彈簧彈力不變,繩的拉力消失。再求解出物體受到的合力,即可求出小球的加速度。故:


    對(duì)于1小球,合力大小為5mg,方向豎直向上;小球加速度大小為5g,方向豎直向上;


    同理,2小球的加速度大小為2.5g,方向豎直向下;3小球的加速度大小為0。


    例2:在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上有一質(zhì)量為m=1kg的小球,小球的一端與水平輕繩相連,輕繩與豎直方向成θ=45°角,如圖6所示。小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且與水平面的彈力恰好為零,g=10m/s2,求剪斷繩子后小球加速度的大小。


    易錯(cuò)分析:根據(jù)以往的慣例我們會(huì)認(rèn)為,剪斷繩子后物理受向左的彈力和向下的重力,物體的加速度方向會(huì)向?yàn)樽笙路?。而我們卻忽略了當(dāng)繩子拉力消失后,地面對(duì)小球的支持力和摩擦力會(huì)突然出現(xiàn)。


    剪斷繩子后,受力分析如圖5中的(2)。拉力消失,支持力和摩擦力出現(xiàn)。對(duì)小球,有:


    F彈-μmg=ma,解得a=8m/s2。


    可以說(shuō),彈簧的內(nèi)心是孤獨(dú)的。它總是想守護(hù)者自己心中的那一份執(zhí)著,然而現(xiàn)實(shí)卻讓它不得不改變。和桿及繩比起來(lái),彈簧更大的特點(diǎn)在于彈簧的彈力不能突變。處理動(dòng)態(tài)、變化類(lèi)型的問(wèn)題,最主要要找準(zhǔn)題目中的“變”與“不變”。再結(jié)合牛頓第二定律,就可以求解出你想要的答案。


    彈簧的彈力

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