- 高一物理弹力典型例题
高一物理弹力典型例题有以下几个:
1. 弹力产生的原因:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。
例:一轻弹簧原长20cm,用10N的力拉弹簧,弹簧的长度变为23cm。求弹簧的劲度系数k。
2. 弹力的方向总是与物体形变的方向相反。压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。
例:用一水平力F将木块压在竖直墙上,F增大时,木块受到的弹力大小不变。
3. 胡克定律:在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比。即F=kx,其中k是劲度系数,它只与弹簧本身有关,单位是N/m。
例:一个弹簧原长为L0=10cm,上端固定,下端挂一重为G=3N的物体时,弹簧长度为L1=12cm。求该弹簧的劲度系数k。
4. 弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功(或者说弹力阻碍物体的恢复原状),弹性势能增加。
例:一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧两端连接质量均为m=2kg的物体A和B,放在光滑水平面上,开始时弹簧处于原长状态,现将弹簧由静止开始压缩到最短的过程中弹簧弹性势能最大值为多少?
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相关例题:
题目:
一弹簧振子在水平面上做简谐运动,周期为T。若在t=0时刻将一物体轻放在振子上,在t1=T/4时刻物体恰好到达平衡位置,求物体从t1时刻到t2时刻所受的弹力大小与方向。
答案:
弹力大小为振子受到的重力与弹簧弹力之差,方向与振子的运动方向相反。
解析过程:
1. 根据简谐运动的周期性,物体从t1时刻到t2时刻的时间为半个周期,即t2-t1=T/2。
2. 根据简谐运动的位移-时间关系公式,振子在t1时刻的位移为零,即振子的平衡位置。
3. 根据弹簧振子的运动规律,弹力与位移的关系为F=-kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。
4. 在t1时刻,物体刚离开平衡位置,弹簧的形变量x=0.5L(L为弹簧的原长)。
5. 在t2时刻,物体到达最大位移处,弹簧的形变量x=L。
6. 弹力的大小为F=kx=k(t2-t1)x=(k/2)L。
7. 由于物体受到的弹力与振子的运动方向相反,所以弹力的方向与振子的运动方向相反。
综上所述,物体从t1时刻到t2时刻所受的弹力大小为(k/2)L,方向与振子的运动方向相反。
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