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形变与弹力-知识探讨 合作与讨论小明想知道自己的书包的重量,可发现家里的弹簧秤虽然有刻度,但是没有刻度值,怎么办呢?假设他家中有已知质量为m的一个物体,请你想一想该如何做?我的思路:(1)用弹簧秤测已知质量为m的物体的重量,读出此时弹簧秤的格数N1;(2)用弹簧秤称出书包的重量,读出此时弹簧秤的格数N2;(3)算出书包的重量,表达式为:GN2G0N1(G0为质量为m的物体的重量)习题详解1.答:弹性形变:跳板跳水和撑杆跳、沙发垫、回力鞋底、篮球、网球拍范性形变:棉絮、面包、橡皮泥2.答:从小球在光屏上的像在竖直方向上的移动(向上).3.答:量程即是弹簧在弹性限度内的最大拉力,刻度的总长即是在最大拉力情况下弹簧的伸长量,由胡克定律可知:F=kx,其中F=15 N,x=0.1 m所以k=150 N/m,不称重物时k=150 N/m.4.答:弹簧秤的示数即是拉弹簧秤的挂钩的力的大小,即弹簧秤示数为2 N.(B)选项对.例题思考弹性体的弹力大小与其形变量成正比,满足关系式Fkx,其中比例系数是叫做弹性体的劲度系数,简称劲度在国际单位制中,k的单位是Nm劲度系数是由弹性体自身的因素来决定的不同的弹性体,具有不同的劲度系数【例题】如图43,两个定滑轮中间挂着弹簧秤(其重量不计),弹簧秤两端的细线上,挂着两个重锤,重锤的重量都是1牛顿这时,弹簧秤的读数是多少牛顿?图43思路:弹簧秤的示数应该等于作用于秤钩上的拉力的大小,这种情况与两端用同样大小的拉力作用在弹簧上的效果相同解析:弹簧秤读数是1牛顿设想我们用手提着弹簧秤,称量1牛顿的重锤,弹簧秤的读数就是1牛顿首先说明弹簧秤受到了重锤的作用力,这个力方向竖直向下,大小为1牛顿请注意,如果弹簧秤只受到这一个力,弹簧秤就会掉落在地上而实际上,弹簧秤处于静止状态,说明它还受到一个竖直向上的力,这个力是手对弹簧秤的作用力,大小也等于1牛顿原来弹簧秤上的读数,表示出这两个方向相反的力都是1牛顿新题解析【例1】如图44所示,该图反映的是弹簧的弹力形变量变化的图象,已知形变量为x1时,弹力的大小为F1,形变量为x2时,弹力的大小为F2,试用以上四个量表示弹簧的劲度系数图44解析:该图象的斜率应表示的为弹簧的劲度系数,所以k(F2F1)(x2x1)点评:根据胡克定律,弹簧的拉力与弹簧的形变量成正比,如果画出弹簧弹力与形变量之间关系的图象,一定是一条过原点的直线直线的斜率表示弹簧的劲度系数【例2】一根弹簧挂500g砝码时长28.0cm,挂400g砝码时长27.2cm,求弹簧的自由长度解析:设弹簧的原长为L0,根据Fkx,所以500103gk(28.0L0)102 400103gk(27.2L0)102 二者联立得:L024.0cm点评:关于重力的大小Gmg,对于给定质量的物体,只要是认为g不变,其重力的大小就是不变的,与物体所处的状态没有关系
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