内容正文:
第5 课时 弹簧弹力大小的简单计算胡克定律
(1)内容: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=kx.
(2)劲度系数:其中 k 称为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号是 N/m,是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量.
1、为测量一轻质弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验:先将弹簧竖直悬挂,而后在弹簧下端挂上重为 3 N 的钩码,弹簧静止时的位置如图所示,可求得该弹簧的劲度系数为( )
A.20 N/m B.30 N/m C.60 N/m D.120 N/m
2、一弹簧受到80N 的拉力作用时弹簧长度为 14 ㎝,弹簧受到40N 的压力作用时,弹簧长度为8 ㎝,试求该弹簧的劲度系数与原长.
3、如图 所示为一轻质弹簧的弹力 F 大小和长度 L 的关系图象,试由图线求:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧伸长0.10 m 时,弹力的大小.(弹簧在弹性限度内)
第 5 课时
1 B
2【答案】(1)2000N/m(2)0.1m
【详解】 (1)(2)设该弹簧的劲度系数是 k,原长是 L,弹簧受到 80N 的拉力作用时弹簧伸长到 14cm,由胡克定律:
F = kx
得:
80 = k(0. 14 _ L)
受到40N 的压力作用时长度为8cm,同理由胡克定律得:
40 = k(L _ 0.08)
联立计算得出:k = 2000N/m ,L = 0. 1m .
答: (1)该弹簧的劲度系数是 2000N/m
(2)该弹簧的原长是 0.1m.
3.【答案】 (1)10cm; (2)200N/m; (3)20N
【详解】(1)由题图知,当弹簧的弹力F = 0 时,弹簧的长度L = 10 cm ,这就是弹簧的原长。
(2)由题图知,当弹簧的长度L1 = 15 cm ,即伸长量x1 = L1 _ L = 5 cm 时,弹簧的弹力F1 = 10 N 。由胡克定律
F1 = kx1
得
(3)当弹簧伸长 x2=0.10m 时,弹簧弹力为
F = kx2 = 200 N/m× 0. 10 m = 20 N
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