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(胡子物理)探究彈簧的伸長量與拉力的關系

更新時間:2025-06-28

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資源介紹

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知識回顧:IWN物理好資源網(原物理ok網)

明天我們來說說彈簧測功機的原理IWN物理好資源網(原物理ok網)

彈簧伸長率與拉力的關系IWN物理好資源網(原物理ok網)

如圖所示,是用弓射擊的畫面。 關于這張圖,朋友們應該了解的事情是:IWN物理好資源網(原物理ok網)

當彈簧沒有受到拉力時,彈簧有一個自然寬度,我們稱之為原始長度; 當對彈簧施加拉力時,彈簧拉伸,最后拉伸到一個新的寬度,稱為總寬度,包括拉伸長的寬度,一共有三種寬度,分別是:IWN物理好資源網(原物理ok網)

如果我們給彈簧更大的張力,前三個寬度中的哪一個會改變?IWN物理好資源網(原物理ok網)

顯然,不僅原始長度不會改變,伸長率和總寬度也會改變。 看來伸長率和總寬度與拉力的大小有一定的關系。IWN物理好資源網(原物理ok網)

下面是一個探索性實驗,研究彈簧伸長率和厚度隨拉力的變化。 讓我們來看看!IWN物理好資源網(原物理ok網)

本次實驗的研究目的是“探索彈簧寬度L與拉力F之間的關系”。IWN物理好資源網(原物理ok網)

這里,我們必須找出他所研究的寬度是多少:原來的長度? 伸長? 首席?IWN物理好資源網(原物理ok網)

這要從數據分析開始。IWN物理好資源網(原物理ok網)

高中物理彈力公式_物理彈簧彈力公式_彈簧伸長量與彈力公式IWN物理好資源網(原物理ok網)

首先我們從數據中可以看出,當初始拉力為0N時,彈簧的寬度已經是8cm。 這是什么意思?IWN物理好資源網(原物理ok網)

這說明8cm是彈簧的原始長度,不會隨著拉力的變化而變化,因此可以排除“探索原始長度隨拉力的變化規律”的可能性。IWN物理好資源網(原物理ok網)

其次,在中學的數關系中,我們只學了逆關系,比如ρ=m/v。IWN物理好資源網(原物理ok網)

所謂反比,是指兩個數學量之比是一個固定值。 例如,密度是這樣一個數學量:同一種物質的密度的質量與體積之比是一個常數值,不隨質量和體積的變化而變化。 。IWN物理好資源網(原物理ok網)

同理,如果彈簧寬度和拉力存在數量關系,也不會脫離中學課本的認知范疇,即L/F應該是一個固定值,拋出中的數據第一列(0N,8cm),我們看看旁邊的數據是否符合反演定律:IWN物理好資源網(原物理ok網)

從估算結果可以看出,彈簧的寬度L與拉力F沒有這樣的關系,因為寬度就是總長度,而總長度包括不變的原始長度和可變的伸長量,我們需要拉出不變量,再看一下規則。IWN物理好資源網(原物理ok網)

最后我們來看看伸長率和張力的關系!IWN物理好資源網(原物理ok網)

就是這樣。 三個寬度中,只有伸長率和伸長率呈反比關系。 繪制的圖如下:IWN物理好資源網(原物理ok網)

如果我們考慮彈簧的原始長度,我們也可以畫出右邊的圖像IWN物理好資源網(原物理ok網)

對于這張圖片,我們需要注意兩件事:IWN物理好資源網(原物理ok網)

前提是彈簧伸長量與拉力成反比IWN物理好資源網(原物理ok網)

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雖然彈簧的伸長量與拉力成反比,但是還有一個前提:那就是不能超過彈簧的彈性極限,否則彈簧就會從彈性變形變為塑性變形,那么關系就不成立了成反比。 這點朋友們需要注意。IWN物理好資源網(原物理ok網)

彈簧測力計的原理IWN物理好資源網(原物理ok網)

借助“伸長率與張力的關系”,我們可以通過測量彈簧的伸長率來測量張力,即把它做成彈簧測力計。 原理是:IWN物理好資源網(原物理ok網)

在彈性極限內,彈簧上的拉力越大,彈簧伸長的時間就越長IWN物理好資源網(原物理ok網)

實踐:IWN物理好資源網(原物理ok網)

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公布1.26和1.27習題答案。IWN物理好資源網(原物理ok網)

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