胡克定律的应用课件.ppt
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1、胡克定律的应用课件例例例例1 1(0707年广东省惠阳市模拟卷)如图所示,四个完全相同年广东省惠阳市模拟卷)如图所示,四个完全相同年广东省惠阳市模拟卷)如图所示,四个完全相同年广东省惠阳市模拟卷)如图所示,四个完全相同的弹簧都呈竖直,它们的上端受到大小都为的弹簧都呈竖直,它们的上端受到大小都为的弹簧都呈竖直,它们的上端受到大小都为的弹簧都呈竖直,它们的上端受到大小都为F F的拉力作用,而的拉力作用,而的拉力作用,而的拉力作用,而下端的情况各不相同;下端的情况各不相同;下端的情况各不相同;下端的情况各不相同;a a中弹簧下端固定在地面上,中弹簧下端固定在地面上,中弹簧下端固定在地面上,中弹簧下端
2、固定在地面上,b b中弹簧下中弹簧下中弹簧下中弹簧下端受大小也为端受大小也为端受大小也为端受大小也为F F的拉力作用,的拉力作用,的拉力作用,的拉力作用,c c中弹簧下端拴一质量为中弹簧下端拴一质量为中弹簧下端拴一质量为中弹簧下端拴一质量为mm的物块的物块的物块的物块且在竖直向上运动,且在竖直向上运动,且在竖直向上运动,且在竖直向上运动,d d中弹簧下端拴一质量为中弹簧下端拴一质量为中弹簧下端拴一质量为中弹簧下端拴一质量为2m2m的物块且在竖的物块且在竖的物块且在竖的物块且在竖直方向上运动设弹簧的质量为直方向上运动设弹簧的质量为直方向上运动设弹簧的质量为直方向上运动设弹簧的质量为0 0,以,以
3、,以,以L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4依次表依次表依次表依次表示示示示a a、b b、c c、d d四个弹簧的伸长量,则以下关系正确的有四个弹簧的伸长量,则以下关系正确的有四个弹簧的伸长量,则以下关系正确的有四个弹簧的伸长量,则以下关系正确的有 ()a aF Fb bc cd dF FF FF FF FC DC D解:由于解:由于解:由于解:由于轻弹簧轻弹簧轻弹簧轻弹簧没有质量,所没有质量,所没有质量,所没有质量,所以轻弹簧各处的弹力大小均相以轻弹簧各处的弹力大小均相以轻弹簧各处的弹力大小均相以轻弹簧各处的弹力大小均相等(等(等(等(根据牛顿第二定律取任一根据牛顿第二定
4、律取任一根据牛顿第二定律取任一根据牛顿第二定律取任一弹簧元分析,然后再星火燎原弹簧元分析,然后再星火燎原弹簧元分析,然后再星火燎原弹簧元分析,然后再星火燎原拓展到整个弹簧),拓展到整个弹簧),拓展到整个弹簧),拓展到整个弹簧),等于其一等于其一等于其一等于其一端所受的外力的大小,而与物端所受的外力的大小,而与物端所受的外力的大小,而与物端所受的外力的大小,而与物体的运动状态无关。体的运动状态无关。体的运动状态无关。体的运动状态无关。例例例例2.2.(0101年北京卷年北京卷年北京卷年北京卷)如图所示,两根相同的轻弹簧)如图所示,两根相同的轻弹簧)如图所示,两根相同的轻弹簧)如图所示,两根相同的
5、轻弹簧S S1 1和和和和S S2 2,劲度系数皆为劲度系数皆为劲度系数皆为劲度系数皆为k=410k=4102 2 N Nmm悬挂的重物的质量分别为悬挂的重物的质量分别为悬挂的重物的质量分别为悬挂的重物的质量分别为mm1 1=2kg m=2kg m2 2=4kg=4kg,取,取,取,取g=10mg=10ms s2 2,则平衡时弹簧,则平衡时弹簧,则平衡时弹簧,则平衡时弹簧S S1 1和和和和S S2 2 的的的的伸长量分别为伸长量分别为伸长量分别为伸长量分别为()()A.5cmA.5cm、10cm10cmB.10cmB.10cm、5cm5cmC.15cmC.15cm、10cm10cmD.10c
6、mD.10cm、15cm 15cm S1S2m1m2C利用“整体法”和“隔离法”根据平衡条件结合胡克定律求弹簧的伸长量例例例例3 3 .(9999年全国卷年全国卷年全国卷年全国卷)如图所示,两木块的质量分别为如图所示,两木块的质量分别为如图所示,两木块的质量分别为如图所示,两木块的质量分别为mm1 1和和和和mm2 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为,两轻质弹簧的劲度系数分别为,两轻质弹簧的劲度系数分别为,两轻质弹簧的劲度系数分别为k k1 1和和和和k k2 2,上面木块压在上面,上面木块压在上面,上面木块压在上面,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态现缓慢向上的弹簧上(但
7、不拴接),整个系统处于平衡状态现缓慢向上的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态现缓慢向上的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧在这过程中下面木块移动的距离为(移动的距离为(移动的距离为(移动的距离为()k1k2m1m2解解解解1.m1.m1.m1.m1 1 1 1、m mm m2 2 2 2和上面弹簧组成的整体处于平衡状和上面弹簧组成的整体处于平衡状和上面弹簧组成的整体处于平衡状和上面弹簧
8、组成的整体处于平衡状态,弹簧态,弹簧态,弹簧态,弹簧2 2 2 2的弹力的弹力的弹力的弹力k2x1=(m1+m2)g 当当当当m mm m1 1 1 1被提离弹簧时,弹簧被提离弹簧时,弹簧被提离弹簧时,弹簧被提离弹簧时,弹簧2 2 2 2的弹力的弹力的弹力的弹力,k2x2=m2g x=x2-x1=m1g/k2联立联立联立联立两式解出木块两式解出木块两式解出木块两式解出木块m mm m2 2 2 2移动的距离移动的距离移动的距离移动的距离A Amm1 1g/kg/k1 1 B Bmm2 2g/kg/k1 1 C Cmm1 1g/kg/k2 2 D Dmm2 2g/kg/k2 2C解:从初状态到末
9、状态,弹簧解:从初状态到末状态,弹簧解:从初状态到末状态,弹簧解:从初状态到末状态,弹簧2 2 2 2均处于压缩状态弹簧均处于压缩状态弹簧均处于压缩状态弹簧均处于压缩状态弹簧2 2 2 2的的的的弹力从弹力从弹力从弹力从(m1+m2)g 减小到减小到减小到减小到m2g,弹力的变化量为,弹力的变化量为,弹力的变化量为,弹力的变化量为m1g,根根根根据胡克定律的推论据胡克定律的推论据胡克定律的推论据胡克定律的推论 F=kF=kF=kF=k x x x x有有有有m1g=k2x故弹簧故弹簧故弹簧故弹簧2 2 2 2长度的减少量即木块长度的减少量即木块长度的减少量即木块长度的减少量即木块m mm m2
10、 2 2 2移动的距离移动的距离移动的距离移动的距离 x=m1g/k2如果涉及弹簧由拉伸(压缩)形变到压缩(拉伸)形变的转化,如果涉及弹簧由拉伸(压缩)形变到压缩(拉伸)形变的转化,如果涉及弹簧由拉伸(压缩)形变到压缩(拉伸)形变的转化,如果涉及弹簧由拉伸(压缩)形变到压缩(拉伸)形变的转化,运用胡运用胡运用胡运用胡克定律的推论克定律的推论克定律的推论克定律的推论 F Fk k x x可直接求出弹簧长度的改变量可直接求出弹簧长度的改变量可直接求出弹簧长度的改变量可直接求出弹簧长度的改变量 x x的大小的大小的大小的大小,从而,从而,从而,从而确定物体的位移,再由运动学公式和动力学公式求相关量。
11、确定物体的位移,再由运动学公式和动力学公式求相关量。确定物体的位移,再由运动学公式和动力学公式求相关量。确定物体的位移,再由运动学公式和动力学公式求相关量。例例例例4.4.如图所示,劲度系数为如图所示,劲度系数为如图所示,劲度系数为如图所示,劲度系数为k k1 1的轻弹簧两端分别与质量为的轻弹簧两端分别与质量为的轻弹簧两端分别与质量为的轻弹簧两端分别与质量为mm1 1、mm2 2的物块的物块的物块的物块1 1、2 2拴接,劲度系数为拴接,劲度系数为拴接,劲度系数为拴接,劲度系数为k k2 2的轻弹簧上端与物块的轻弹簧上端与物块的轻弹簧上端与物块的轻弹簧上端与物块2 2拴接,下拴接,下拴接,下拴
12、接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块1 1缓缦地坚直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面,在此过缓缦地坚直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面,在此过缓缦地坚直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面,在此过缓缦地坚直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面,在此过程中,物块程中,物块程中,物块程中,物块2 2上升的距离为多少?上升的距离为多少?上升的距离为多少?上升的距离为多少?物块物块物块物
13、块1 1上升的距离为多少?上升的距离为多少?上升的距离为多少?上升的距离为多少?m11m22k1k2解:对(解:对(解:对(解:对(m mm m1 1 1 1+m+m+m+m2 2 2 2)整体分析,原来弹簧压缩(弹力为)整体分析,原来弹簧压缩(弹力为)整体分析,原来弹簧压缩(弹力为)整体分析,原来弹簧压缩(弹力为(m mm m1 1 1 1+m+m+m+m2 2 2 2)g g g g),k k k k2 2 2 2刚脱离桌面时,则刚脱离桌面时,则刚脱离桌面时,则刚脱离桌面时,则k k k k2 2 2 2为原长,物块为原长,物块为原长,物块为原长,物块2 2 2 2上升的距离为上升的距离为
14、上升的距离为上升的距离为x2=(m1+m2)g/k2 从初状态到末状态,弹簧从初状态到末状态,弹簧从初状态到末状态,弹簧从初状态到末状态,弹簧1 1 1 1从压缩状态从压缩状态从压缩状态从压缩状态(到伸长状态根据胡克定到伸长状态根据胡克定到伸长状态根据胡克定到伸长状态根据胡克定律律律律 F=kF=kF=kF=k x x x x有有有有m1g+m2g=k1x1 故弹簧故弹簧故弹簧故弹簧1 1 1 1长度的增加量长度的增加量长度的增加量长度的增加量x1=(m1+m2)g/k1 故物块故物块故物块故物块1 1 1 1上升的距离为上升的距离为上升的距离为上升的距离为x1x2=(m1+m2)g(1/k1
15、+1k2)用胡克定律的增量式时,如果弹簧从压缩(伸长)状态到伸长(压缩)状态,弹簧弹力变化为两者之和,所对应的x为弹簧长度的增加(减少)量例例例例5 5如图所示,劲度系数为如图所示,劲度系数为如图所示,劲度系数为如图所示,劲度系数为K K2 2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,的轻质弹簧,竖直放在桌面上,的轻质弹簧,竖直放在桌面上,的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为上面压一质量为上面压一质量为上面压一质量为mm的物块,劲度系数为的物块,劲度系数为的物块,劲度系数为的物块,劲度系数为K K1 1的轻质弹簧竖直地放的轻质弹簧竖直地放的轻质弹簧竖直地放的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表
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- 胡克定律 应用 课件
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