1、彈簧的彈力一定不能突然變化嗎？ 彈簧的彈力是高中物理教學(xué)的重點和難點，也是高考的熱門話題。 對于這類問題，同學(xué)們都知道這樣的結(jié)論：繩子的變形并不明顯，而且變形的發(fā)生并不需要時間，它的彈力可以隨著外力的變化而在瞬間突然變化； 彈簧變形較大，需要一定的時間才能變形，其彈力在 范圍內(nèi)不會發(fā)生突變。 事實上，很多指導(dǎo)書籍中都有類似的總結(jié)。 但筆者認為，這種觀點是片面的。 下面我們來看兩個問題。 【例1】如圖1所示，兩個質(zhì)量相等的物體用輕彈簧連接，然后用細線從天花板上懸掛下來。 細線被切斷的瞬間，重物的加速度m2為（ ）。圖1a。 0 ba=g，方向向下 ca=2g，方向向下 da=g，方向向上 圖2 【例2】 如圖2所示，重物m懸掛在
2. 輕輕放下彈簧，然后用繩子將彈簧固定到天花板上。 待整個裝置平衡靜止后，用火燒掉琴弦。 繩索斷開瞬間，重物m的加速度a為( )。 A。 a b. a=g，方向向下 c． ag，方向向下 d． a 第一題答案為a，第二題答案為b。 如果我們用彈簧彈力不能變異的結(jié)論來說，這兩個問題的答案似乎是矛盾的。 這是怎么回事？ 高中時，我們研究的彈簧都是輕彈簧，都是理想化的模型，不包含實際問題中的質(zhì)量。 根據(jù)牛頓第一定律，質(zhì)量是物體慣性的量度，慣性反映了物體改變運動狀態(tài)的難易程度。 物體的質(zhì)量越大，其慣性越大，改變其運動狀態(tài)的可能性就越小。 在相同的外力作用下，其運動狀態(tài)變化越慢。反之，物體的質(zhì)量越小，其慣性越大。
3、越小，越容易改變其運動狀態(tài)，在相同的外力作用下，其運動狀態(tài)變化越快。 由此我們可以得出，在理想狀態(tài)下，沒有質(zhì)量的物體在外力作用下會產(chǎn)生無窮大的加速度，因此它沒有慣性，運動狀態(tài)很容易改變。 示例 1 中的彈簧兩端固定有非零質(zhì)量的物體。 我們將這種彈簧稱為約束彈簧。 雖然彈簧沒有質(zhì)量和慣性，但與其連接的物體卻有質(zhì)量和慣性。 為了使這種彈簧變形，彈力不能從某個值變化到零或者從零變化到某個值。 因此，變形必須經(jīng)過一個過程。 在瞬時變化時，由于兩個物體之間的距離不會突然改變，根據(jù)胡克定律f=kx，彈簧的彈力不能突然改變。例2中的彈簧是無約束彈簧，這意味著物體質(zhì)量不為零的物體不再固定在一端或兩端。
4. 春天。 由于彈簧本身沒有質(zhì)量，沒有慣性，彈簧會在瞬間恢復(fù)變形，彈力變?yōu)榱?，因此彈簧的彈力會發(fā)生突變。 同樣，請看下面的問題： 圖3 【例3】 如圖3所示，垂直光滑桿上有一個小球和兩個彈簧。 兩個彈簧的一端與小球連接，另一端與銷釘連接。 m和n固定在桿上，球處于靜止狀態(tài)。 假設(shè)銷m移開的瞬間，球的加速度為12m/s2。 如果銷m沒有移開，但此時銷n移開高中物理彈力突變，則球的加速度可為（取g=10m/s2）（ ）。 a.22m/s2，垂直向上 b.22m/s2，垂直向下 c.2m/s2，垂直向上 d.2m/s2，垂直向下 答案是 b 和 c。 在這個問題中物理資源網(wǎng)，彈簧的一端釋放了對彈簧的約束。 這時，彈力突然發(fā)生變化高中物理彈力突變，立即變?yōu)榱恪?如果你對彈性是否會變異沒有搞清楚，就機械地套用所學(xué)的“彈性不能變異”的結(jié)論，就會犯錯誤。 可見，“彈簧的變形較大，需要一定的時間才能變形，其彈力不可能瞬間突變”的結(jié)論只適用于受約束的彈簧，而不受約束的彈簧可能會突然發(fā)生變化。第 3 頁，共 3 頁