彈簧自身質(zhì)量對(duì)形變量的影響

摘要:沒有質(zhì)量的理想彈簧的力學(xué)特征是所受彈力與彈簧的形變量成正比，是中學(xué)物理中一種很典型的模型。實(shí)際有質(zhì)量彈簧的形變量與彈簧兩端作用力大小之和的一半成正比。

關(guān)鍵詞:實(shí)際彈簧;自身質(zhì)量;外力;形變量

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2010)2(S)-0060-2

理想彈簧是中學(xué)物理中一種常見的很重要很典型的模型。它是沒有質(zhì)量的，它的力學(xué)特征是彈力與彈簧的形變量成正比，即F=k#8226;Δx。一般習(xí)題上都要注明彈簧質(zhì)量忽略不計(jì)或是輕質(zhì)彈簧。可實(shí)際彈簧肯定有質(zhì)量，所以很多學(xué)生有疑惑:若彈簧質(zhì)量不能忽略，則彈簧的伸長(zhǎng)量跟所受外力是什么關(guān)系?

雖然中學(xué)物理對(duì)有質(zhì)量彈簧不作要求，但學(xué)生既然提出了問題，我覺得還是有必要和感興趣的同學(xué)探究一下。

為了更一般地，我們把上述問題改為下述兩種情景。

題1 如圖1，某彈簧長(zhǎng)L，勁度系數(shù)k，質(zhì)量為m。若放在光滑水平面上，左右兩端分別受水平拉力F1、F2作用。則彈簧伸長(zhǎng)量為多少?

分析和解 理想彈簧形變量的大小Δx決定于兩因素:內(nèi)因是彈簧本身勁度系數(shù)k，外因是彈簧所受彈力F的大小。由公式F=k#8226;Δx就可求出此時(shí)彈簧的形變量Δx。