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初中物理全國高中物理競賽一等獎保送考點

更新時間:2024-09-26 文章作者: 信息來源: 閱讀次數(shù):

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相關(guān)例題:

題目:o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一個密閉的容器中有一根彈簧,彈簧下方連接著一個質(zhì)量為m的物體。容器中有一個小孔,小孔可以放入一個大小為k的濾網(wǎng)。初始時,彈簧處于壓縮狀態(tài),物體距離容器底部有一定距離。現(xiàn)在用力F將物體向上拉,使其離開容器底部一定距離。求物體離開容器底部后,彈簧的最大伸長量。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

解答:o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖1:物體受力圖o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

物體受到三個力的作用:重力mg、彈簧的彈力F彈和向上的拉力F。其中,彈力F彈的大小可以通過彈簧的壓縮量和伸長量之間的關(guān)系來計算。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

根據(jù)胡克定律,彈簧的彈力F彈與彈簧的伸長量成正比,即:o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

F彈 = kΔxo4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

其中k為彈簧的勁度系數(shù),Δx為彈簧的伸長量。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

初始狀態(tài)時,物體距離容器底部有一定距離,彈簧處于壓縮狀態(tài)。因此,彈簧的初始長度為l0,壓縮量為Δl0。當(dāng)物體被拉起時,彈簧伸長Δx1,此時彈力為F彈1。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

根據(jù)題目描述,小孔中有一個大小為k的濾網(wǎng),因此物體被拉起后,彈簧的最大伸長量應(yīng)該是濾網(wǎng)通過小孔后彈簧的伸長量Δx2。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

接下來,我們需要根據(jù)物體的受力情況列出方程組,并求解Δx1和Δx2的關(guān)系。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

初始狀態(tài)時:mg - F彈1 = 0o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

物體被拉起后:F彈1 - F彈2 = kΔx2o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

其中Δx2 = l - l0(l為物體被拉起后的位置)o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

將上述方程組帶入可得:o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

F = k(l - l0) + mgo4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

其中l(wèi)為物體被拉起后的位置。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

通過求解上述方程組可以得到F彈2的大小和方向。當(dāng)F彈2達到最大值時,物體已經(jīng)離開容器底部一定距離。此時彈簧的最大伸長量為Δx1 + Δx2 = l - l0 + Δx2。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

需要注意的是,上述解答只是一個示例,實際解題過程中可能還需要考慮其他因素,如彈簧的質(zhì)量、彈性模量等。此外,不同版本的物理競賽試題可能會有所不同,因此建議參賽者仔細閱讀相關(guān)說明和指導(dǎo),以獲得準(zhǔn)確的信息和要求。o4e物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))


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