专题01 轻弹簧弹力大小、弹簧测力计问题-高中物理模型分解突破微专题之弹簧模型

1、轻弹簧的弹力大小特点、测力计 一 知能掌握 （一）轻弹簧的弹力特点 1.弹簧弹力的大小可根据胡克定律计算（在弹性限度内）。胡克定律的内容是：在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量成正比。即F=kx，　　 说明： 　　①其中x是弹簧的形变量（与原长相比的伸长量或缩短量，不是弹簧的实际长度）； ②弹力是一个变力，其大小随着弹性形变的大小而变化，还与弹簧的劲度系数有关。 2.轻弹簧各个部分受到的力大小是相同的，两端所受的弹力一定等大反向。不论轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的弹力大小是相同的。轻弹簧两端所受的弹力一定等大反向。其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值 证明如下：以轻弹簧为对象，设两端受到的弹力分别为F1、F2，根据牛顿第二定律，F1+F2=ma，由于m=0，因此F1+F2=0，即F1、F2一定等大反向。 　如图1和图2中相同的轻弹簧，其端点受到相同大小的力时，无论弹簧是处于静止、匀速还是加速运动状态，各个弹簧的伸长量都是相同的。 　　　　　　　　　　　　 3.压缩和拉伸相同量时，弹力大小相等方向相反。弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形，拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。分析弹力时，在未明确形变的具体情况时，要考虑到弹力的两个可能的方向。 （二）弹簧测力计的原理 在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量（伸长或压缩）成正比，弹力的增量与弹簧形变量的增量也成正比，即、，利用弹簧的这一性质可制成弹簧秤， 且弹簧秤的刻度是均匀的，弹簧具有测量功能。 （三）静止的轻弹簧平衡时两种可能的形变 在含有弹簧的静力学问题中，当弹簧所处的状态没有明确给出时，必须考虑到弹簧既可以处于拉伸状态，也可以处于压缩状态，必须全面分析各种可能性，以防漏解。 二 探索提升 题型一 对轻弹簧的理解　　 【典例1】四个完全相同的弹簧都处于水平位置，如图3所示，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 （ ） 图3 A．L2＞L1 B．L4＞L3 C．L1＞L3