高中关于弹簧的若干问题(希望老师们帮助解决)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/06 11:45:17
1 如果把两根劲度系数不同(用k1、k2表示)的弹簧首尾相接,一端固定,另一端施加10N的外力。则伸长量为10/k1+10/k2。如果只有一根弹簧,一端固定,另一端施加10N的外力。伸长量则为10/k。但如果把情况2中的一根弹簧看作是两根劲度系数相同的弹簧考虑,则应该为10/k+10/k=20/k。显然错误!如此看来,情况1与情况2互相矛盾了。为什么会出现这种问题?
2 把一根弹簧与一物块相连接,在光滑的水平面上水平拖动弹簧的另一端,拉力F恒定。则人拉弹簧的力为F,物块对弹簧的作用力也是F,此二力平衡,弹簧在水平方向上所受和外力为0。但此情景的实际结果是弹簧与物块共同做匀加速运动,此实验结果与弹簧所受合外力为0相矛盾,为什么?

请高手帮忙解决复习中的疑惑,谢谢。
hzmsuper:我想问一下
1 加速度产生的原因不就是因为和外力的作用吗?与内力有什么关系?
2 情景一中,我已指明k相同,而你作答得以据却是k不同,请仔细考虑。
爱过一天天:请教一下
1 如果把两个劲度系数相同的弹簧首尾相连,那么他们之间的力是内力还是外力?如果是内力,那你的依据又是什么?如何来判断内力与外力?

搂主是典型的物理学习学木了。

第一题:两根弹簧受力相同,应伸长量为10/k1+10/k2。没什么疑问。你假设的一根弹簧看作两根相同的弹簧串联,也没什么疑问。就是你不知道弹簧的弹性系数是表示一根弹簧的属性的,不是一种弹簧的属性。你明白一根和一种的差别吧?你把这根弹簧断开两截,就是两根与原来不同的弹簧了,弹性系数还能是原来的那个吗?自己根据弹性系数定义算算就知道着半根弹簧的弹性系数是原来的长弹簧的两倍。所以没有任何矛盾。这是典型的弹簧串联弹性系数如何变化问题。

第二题:你的疑问与什么内力外力根本就没问题。问题就是你认为弹簧有质量吗?一般我们物理模型中弹簧无质量。所以F=ma,m=0则可以知道,弹簧所受合力必为零,且加速度任意。这就意味着你在这边拉弹簧,弹簧立刻给那边的物体一个作用力,导致弹簧所受合力为零。因此给与弹簧的力一点不少的传递给了弹簧另一侧的物体。至于弹簧的加速度是多少,题中给出了弹簧与物体相联结的运动约束条件,所以弹簧的加速度会与物体一致。当然如果你考虑弹簧有质量,就又是另一个问题了,很难计算此时有加速度的情况下弹簧的伸长。

补充下第2个问题的回答
首先看 是否忽略弹簧的质量,如果是轻弹簧,质量忽略,也就是说题目的研究对象不在弹簧上,也就谈不上什么合外力了
假如 没有忽略弹簧的质量,那就复杂了
一个弹簧分成N多节,每节都算成一个精度系数相同的小弹簧
每节小弹簧相同的是合外力都是ma,
也就是说,连着物体的那节的拉力是F+ma,
前一节(第2节)就是F+2ma,
第n节就是F+(nma)

楼主说的情况是不算质量的
因为,你说"人拉弹簧的力为F,物块对弹簧的作用力也是F"
根据分析,假如弹簧算质量 F=(M+m)a,那么对物体的力就不可能是F

对于第1个问题
楼主糊涂咯
明明是2个问题
你说"但如果把情况2中的一根弹簧看作是两根劲度系数相同的弹簧考虑,则应该为10/k+10/k=20/k。显然错误!"
你之所以要这样说,是想验证,2根相同的弹簧是否符合第一个公式,但是,你把却把他的结果和一个