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精英家教网在现代汽车技术中,一般轿车都设置有“汽车悬架”,麦弗逊式及烛式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组合,对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全面考虑,大大提高了乘坐者的舒适性.现在有一组合弹簧,一根大弹簧内套了一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m.为了测量弹簧的劲度系数,把组合弹簧的一端平齐并竖直固定,另一端处于自由状态,如图甲所示.当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示,则大弹簧的劲度系数k1和小弹簧的劲度系数k2分别为多少?
分析:从图上我们可以看出:在0.2到0.3这个范围内,弹力是这两个弹簧产生弹力的合力,在0到0.2这个范围内只有大弹簧产生弹力,分别对两段应用胡克定律列式即可.
解答:解:设大弹簧劲度系数为k1 小弹簧劲度系数为k2.
从题图可知:压缩距离x在0~0.2m范围内,此时只有大弹簧起作用,小弹簧没承受压力,有:
  F1=k1x,
所以大弹簧的劲度系数为:k1=
2
0.2
N/m=10N/m,
压缩距离x在0.2~0.3 m范围内,两个弹簧都被压缩,都产生弹力,
当F2=5N时,大弹簧压缩x=0.3m时,小弹簧压缩了0.1m,
所以   F2=k1×0.3+k2×0.1,
代入得:5=10×0.3+0.1k2;
可得:k2=20N/m.   
答:大弹簧的劲度系数k1为10N/m,小弹簧的劲度系数k2为20N/m.
点评:此题是胡克定律的应用,关键点是从图象上读出所需的物理量,易错点在:在0.2到0.3范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小0.2m.
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