无处不在的弹簧(二)_kk夸克_新浪博客

3、弹簧有一个很重要的性质——弹力不可能突变。这一点很容易理解:无论是压缩的弹簧,还是伸长的弹簧,均存在力图要恢复原长的弹力;其弹力xx取决于弹簧的伸长量(压缩量)【对同一弹簧来说,其劲度系数K是不变的】;若弹簧受力发生变化瞬间,其伸长量将会发生变化,但是这瞬间由于弹簧的伸长量还没有发生改变,因此弹簧的弹力仍保持原值。

高中物理中有很多涉及到考核弹簧这个性质的习题。

1、如图,小球A的质量为m,小球B的质量为 3m,分别用细绳和弹簧连接悬挂在天花板上(弹簧的劲度系数为K)。现突然将细绳剪断,分别求此瞬间小球AB的加速度。


分析:分别隔离小球AB,作受力分析图如下——


细绳剪断瞬间,对小球A:细绳的拉力消失,其加速度
      

对小球B,所受外力没有变化,故 aB = 0

2、如图,一小球m被一弹簧和一细绳固定在墙角静止,弹簧轴线与竖直方向夹角为θ。现将水平方向的细绳剪断,求此瞬间小球的加速度。(弹簧的劲度系数为K


分析:如图,细绳剪断前,小球属三力平衡,其中小球的重力、弹簧的弹力的合力与细绳上的拉力等大反向,数值为mg tanθ。


细绳剪断瞬间,小球的加速度为

3、如图,弹簧连接体通过弹簧将物体AB连接在一起,放置在水平的木板C,弹簧的倔强系数为K。若木板C突然撤去,求物体AB各自的加速度。


分析:分别隔离物体AB,作受力分析图如下——


对物体A,当木板C撤去时,所受力(重力mg和弹簧的弹力F未变,两力等大反向),故此瞬间物体A的加速度aA为零。对物体B,当木板C撤去时,木板对物体B的支持力突然消失,物体B的加速度为:

4、如图,物体m放置在光滑的水平面上,施加水平外力F向左压缩弹簧后静止(弹簧的劲度系数为K)。现突然撤销外力F,求此瞬间物体m的加速度。


分析:如图,物体处于静止时,水平方向受力弹簧的弹力与外力F平衡;当突然撤销外力F时,物体水平方向受力即为弹簧的弹力,此瞬间物体m的加速度为 F/m,方向水平向右。


弹簧还有一个很重要的性质——可逆性,即(轻)弹簧伸长形变与压缩形变具有可逆性,这一性质很容易理解。

 

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