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根据胡克定律:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小f跟弹簧伸长(或缩短)的长度△x成正比,即f=k△x,k是比例常数,如两个不同的弹簧在相同外力作用下伸长的长度不同,那么,伸长量小的刚性比伸长量大的刚性强,也就是说k是一个与外力无关的量,它是由弹簧本身的条件(弹簧材料,弹簧粗细及弹簧形状等)所决定的。
1、S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块,ma>mb,将弹簧与物块按图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最短,则应使( )
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 解析: 要使两根弹簧的总长度最短,则应使用弹簧的伸长量最小。两物的总重力要由上弹簧承担,故上弹簧一定要劲度系数大的弹簧,即弹簧S1在上,下弹簧要承担下面物体的重力,则为了使弹簧的形变量小,则应使物体重力小的在下面,即b物体在下面,而a物体在上。 综上所述,A选项正确。 2、如图所示,一劲度系数为k2的弹簧,竖直地放在桌面上,上面压一质量为m的物体,另一劲度系数为k1的弹簧竖直放在物体上面,其下端与物体的上表面连接在一起,两个弹簧的质量都不计,要想使物体在静止时下面弹簧的弹力减为原来的(且弹力方向不变),应将上面弹簧的上端A竖直向上提高一段距离d,则d为多大?
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
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
解析:
要使两根弹簧的总长度最短,则应使用弹簧的伸长量最小。两物的总重力要由上弹簧承担,故上弹簧一定要劲度系数大的弹簧,即弹簧S1在上,下弹簧要承担下面物体的重力,则为了使弹簧的形变量小,则应使物体重力小的在下面,即b物体在下面,而a物体在上。
综上所述,A选项正确。
2、如图所示,一劲度系数为k2的弹簧,竖直地放在桌面上,上面压一质量为m的物体,另一劲度系数为k1的弹簧竖直放在物体上面,其下端与物体的上表面连接在一起,两个弹簧的质量都不计,要想使物体在静止时下面弹簧的弹力减为原来的(且弹力方向不变),应将上面弹簧的上端A竖直向上提高一段距离d,则d为多大?
解析: 物体处于平衡,在竖直方向上所受的合外力为零。当上面的弹簧没有作用力时,下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力,所以下面弹簧的压缩量为. 当上面弹簧提起时,下面弹簧的弹力为物体重力的,故弹簧的压缩量为 下面弹簧两次压缩量之差为 这说明了重物要上升△x,当提起A端时,上面的弹簧伸长量为△x3,产生的弹力大小为 A端竖直上提的高度等于下面弹簧压缩量的减少和上面弹簧伸长量之和,如图所示。
物体处于平衡,在竖直方向上所受的合外力为零。当上面的弹簧没有作用力时,下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力,所以下面弹簧的压缩量为.
当上面弹簧提起时,下面弹簧的弹力为物体重力的,故弹簧的压缩量为
下面弹簧两次压缩量之差为
这说明了重物要上升△x,当提起A端时,上面的弹簧伸长量为△x3,产生的弹力大小为
A端竖直上提的高度等于下面弹簧压缩量的减少和上面弹簧伸长量之和,如图所示。
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