题目内容
20.用一根原长为10cm的弹簧制成的弹簧测力计,挂1N的钩码,弹簧伸长1cm,现在弹簧折裂,只剩9cm,仍用它制成弹簧测力计,再挂1N的钩码,问:此时弹簧伸长多少?若用此弹簧测力计测量力的大小,原弹簧测力计的刻度不变,那么测量值是大于还是小于或是等于真实值?分析 (1)弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系为:F=kx,其中F是拉力,k是倔强系数,x是伸长量.当弹簧截短之后,其倔强系数变大.
(2)弹簧截短之后,受到同样大小的力,其伸长量变小.
解答 解:(1)1cm=0.01m
根据F=kx得:
k=$\frac{F}{x}$=$\frac{1N}{0.01m}$=100N/m
当此弹簧折裂成9cm时,其长度是原来是$\frac{9}{10}$,倔强系数k′=$\frac{10}{9}$k=$\frac{10}{9}$×100N/m=$\frac{1000}{9}$N/m
此时挂1N钩码,弹簧伸长量为:
x′=$\frac{F}{k′}$=$\frac{1N}{\frac{1000}{9}N/m}$=0.009m=0.9cm.
(2)弹簧截短之后,受到同样大小的力,其伸长量变小,所以其示数偏小.
答:此时弹簧伸长0.9cm;测量值小于真实值.
点评 这是一道利用高中公式解决的问题,掌握此题的解题思路有利于和高中知识衔接.
练习册系列答案
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1.从高空下落的物体,速度越来越大.所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据数据回答下列问题(g取10N/kg)
(1)编号为3的小球在下落过程中,受到的最大的空气阻力是4.5N;
(2)比较编号为1和2的两小球下落时的数据,可得出:半径相同时,受到的 空气阻力与球的收尾速度成正比.
(3)比较编号2和3的两小球下落时的数据,可得出:收尾速度相同时,小球下落时受到的空气阻力与小球半径的平方成正比;
(4)编号为4的小球的质量是40×10-2kg;
(5)小球为50g的小球在加速下落30m的过程中做功为15J,小球重力的功率与下落时间的变化情况是先变大后不变(“一直变大”,“先变大后变小”,“先变大后不变”)
| 小球编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 小球质量(×10-2kg) | 2 | 5 | 45 | |
| 小球半径(×10-3m) | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 |
| 小球的收尾速度(m/s) | 16 | 40 | 40 | 20 |
(2)比较编号为1和2的两小球下落时的数据,可得出:半径相同时,受到的 空气阻力与球的收尾速度成正比.
(3)比较编号2和3的两小球下落时的数据,可得出:收尾速度相同时,小球下落时受到的空气阻力与小球半径的平方成正比;
(4)编号为4的小球的质量是40×10-2kg;
(5)小球为50g的小球在加速下落30m的过程中做功为15J,小球重力的功率与下落时间的变化情况是先变大后不变(“一直变大”,“先变大后变小”,“先变大后不变”)