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初二物理學習:力學知識有趣卻易錯,彈簧彈題需深究

2024-07-08 10:59:39輔導探討42

初中生學習物理的時候肯定會遇到這種情況:有一類題好像課堂上物理老師教過,而且好像是這樣做的,但是為什么是錯的呢?iwD物理好資源網(原物理ok網)

對于一些物理問題,物理老師講解了好幾遍,有些學生還是不會做高中物理實驗彈簧題貝語網校,這種無奈在每一堂課上都上演著。每次遇到這樣的知識點,物理老師總會給出很多的講解,但總有學生不放在心上,要么只了解表面,不去深究內部的物理原理,要么干脆不認真聽課。iwD物理好資源網(原物理ok網)

對于初二的學生來說,剛開始接觸力學的時候,一切看上去都是新知識,甚至很多實驗現象都很有趣。然而漸漸地,他們開始覺得物理問題并沒有想象的那么有趣,很多物理問題的正確結果往往和自己想象的不一致。iwD物理好資源網(原物理ok網)

例如,考慮以下物理問題:iwD物理好資源網(原物理ok網)

這道物理問題的本質,其實就是研究彈簧的彈力和哪些因素有關!iwD物理好資源網(原物理ok網)

初中物理中,我們簡單學習“彈簧力與形變”的關系,甚至只需要知道“形變越大,彈簧力越大”這個初步結論。該類題目稍微難一點,就是要結合探索性實驗高中物理實驗彈簧題,結合函數圖像,得出彈簧力與形變成正比的結論。iwD物理好資源網(原物理ok網)

對于上面的問題,我們首先要知道四根彈簧是完全相同的。由于彈簧可以拉伸或縮短,所以在這道題中,拉伸量相同的彈簧彈力相同,壓縮量相同的彈簧彈力也相同。題目還給出了另一個非常重要的條件:F 是水平方向相等的力。由于四根彈簧處于靜止狀態,它們的長度取決于彈力的方向和大小。iwD物理好資源網(原物理ok網)

在這個問題中,真正讓一些學生感到困惑的是,“手對彈簧的拉力或壓力”與同樣情況下的“墻對彈簧的拉力或壓力”是否相同。iwD物理好資源網(原物理ok網)

犯錯誤的同學都以為,同樣情況下,“手對彈簧的拉力或壓力”要大于“墻對彈簧的拉力或壓力”!iwD物理好資源網(原物理ok網)

這其實涉及到一個最關鍵的問題,為了使彈簧整體處于靜止狀態,其兩端的拉力或壓力必須相等,這兩對力是一對平衡的力。因此,圖A中的“彈簧左端壁面向左的拉力”等于“右手對彈簧施加的向右的拉力”,圖B中的“彈簧左端壁面向右的壓力”等于“右手對彈簧施加的向左的壓力”。iwD物理好資源網(原物理ok網)

因此,對于圖 A 和圖 C,彈簧左端所受的力是相同的!圖 C 中的手可以替換為圖 A 中的墻壁,反之亦然,這意味著手和墻壁所受的作用可以相同。同樣,如果在垂直彈簧上懸掛一個重物,如果重物的重力和墻壁所受的力相同,實際上意味著重物所受的作用也相同,這兩者都會導致彈簧產生相同的變形,從而產生相同的彈力!因此,這兩個圖中彈簧的伸長量相同,因此長度也相同!iwD物理好資源網(原物理ok網)

同樣的,圖 B 和圖 D 中墻和手的效果是一樣的!因此,這兩個圖中彈簧的長度也是一樣的!iwD物理好資源網(原物理ok網)

高中物理實驗彈簧題iwD物理好資源網(原物理ok網)

也就是說,在同樣的情況下,“手對彈簧的拉力或壓力”等于“墻對彈簧的拉力或壓力”!iwD物理好資源網(原物理ok網)

這里的關鍵是,靜止的彈簧不可能只有一端受力,而另一端不受力!而且,靜止的彈簧兩端的力必須相同!iwD物理好資源網(原物理ok網)

所以請記住,在彈簧的任何一端,施力物體可以是手、墻壁或重物!這些施力物體,例如手、墻壁和重物,產生的效果可以完全相同!因此,彈簧的變形量也可以相同,其長度也可以相同!iwD物理好資源網(原物理ok網)

因此本題答案應為B。iwD物理好資源網(原物理ok網)

錯誤選A的同學以后要記住彈簧的這個特性,類似的題目經常出現在彈簧測力計上,比如兩個彈簧測力計互相反向拉,兩端拉力相等,那么彈簧測力計的示值就是拉力的大小!iwD物理好資源網(原物理ok網)

中學生,養成每天總結、總結的習慣吧。哪怕每天只能解決一兩道難題,中考前也能收獲頗豐!為了更好的未來,加油!iwD物理好資源網(原物理ok網)

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