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《彈力、胡克定律》復(fù)習(xí)策略

■陳銳良

輕質(zhì)彈簧中的彈力遵循胡克定律：F=kx，x為彈簧的形變量。細(xì)繩中的拉力、接觸物體之間的壓力、支持力需要根據(jù)平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算。

一、彈力概念的本質(zhì)理解

例1如圖1所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有()。

圖1

A．l2>l1B．l4>l3

C．l1>l3D．l2=l4

解析：由于四個(gè)完全相同的彈簧的右端受到大小皆為F的拉力作用，彈簧中彈力皆為F，根據(jù)胡克定律，四個(gè)彈簧的伸長量相等，所以選項(xiàng)D正確。

點(diǎn)評(píng)：無論什么情況，輕彈簧中的彈力等于作用在彈簧上的力。

二、胡克定律的簡單應(yīng)用

例2一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時(shí)長度為l2。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為()。

F2-F1l2-l1

解析：用大小為F1的力壓彈簧的另一端時(shí)，彈簧形變量x1=l0-l1。

根據(jù)胡克定律有：F1=k(l0-l1)。

用大小為F2的力拉彈簧時(shí)，彈簧形變量x2=l2-l0。

根據(jù)胡克定律有：F2=k(l2-l0)。

點(diǎn)評(píng):在應(yīng)用胡克定律時(shí)要注意公式中x為彈簧的形變量。

三、涉及胡克定律的共點(diǎn)力平衡問題

圖2

例3如圖2所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)的支架上，斜梁OB與豎直方向的夾角為θ。設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點(diǎn)的彈力分別為F1和F2。以下結(jié)果正確的是()。

A．F1=mgsin

θ B.F1=mgsinθ

點(diǎn)評(píng)：此題考查受力分析、共點(diǎn)力平衡條件及其相關(guān)知識(shí)。

四、涉及胡克定律的STSE問題

例42015年9月3日，天安門廣場舉行了盛大的閱兵式。在雄壯的《中國人民解放軍進(jìn)行曲》中，習(xí)近平主席乘檢閱車，檢閱了各個(gè)精神抖擻、裝備精良的地面方隊(duì)。若習(xí)近平主席乘檢閱車是后輪驅(qū)動(dòng)，前輪導(dǎo)向，由此可知()。

A．檢閱車后輪所受摩擦力朝后，前輪所受摩擦力朝前

B．檢閱車后輪所受摩擦力朝前，前輪所受摩擦力朝后

C．檢閱車對(duì)地面的壓力是由于地面發(fā)生形變產(chǎn)生的

D．檢閱車受到的支持力是由于車輪發(fā)生形變產(chǎn)生的

答案為B。

五、涉及胡克定律的連接體問題

例5三個(gè)重量均為10 N的相同木塊a、b、c和兩個(gè)勁度均為500 N/m的相同輕彈簧p、q用細(xì)線連接如圖3，其中a放在光滑水平桌面上。開始時(shí)p彈簧處于原長，木塊都處于靜止?，F(xiàn)用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開水平地面為止。該過程p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是(輕彈簧和細(xì)線的重量都忽略不計(jì))()。

圖3

A．4 cmB．6 cmC．8 cmD．10 cm

解析：開始時(shí)q彈簧處于壓縮狀態(tài)，由胡克定律，壓縮了2 cm。c木塊剛好離開水平地面時(shí)，輕彈簧q中拉力為10 N，由胡克定律，輕彈簧q伸長2 cm；輕彈簧p中拉力為20 N，由胡克定律，輕彈簧p伸長4 cm；該過程p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是2+2+4=8(cm)。選項(xiàng)C正確。

作者單位：安徽省靈璧中學(xué)