如图所示,劲度系数均为k的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上.当在甲的另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度均为L,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧的长度应为( )A. L+G2kB. L+GkC. L-G2kD. L-Gk
问题描述:
如图所示,劲度系数均为k的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上.当在甲的另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度均为L,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧的长度应为( )
A. L+
G 2k
B. L+
G k
C. L-
G 2k
D. L-
G k
答
知识点:本题考查弹簧测力计的原理,解题的重点是在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,根据这个原理写出出相应的表达式是本题的难点所在.
(1)设弹簧的劲度系数是k,根据弹簧长度的表达式弹簧的长度为L=L0+x=L0+
F k
则甲弹簧的长度L=L0+
,则原长L0=L-G k
;G k
乙弹簧的长度L=L0-
,则原长L0=L+G k
;G k
(2)甲、乙弹簧并联时,两者长度相同设为s,
那么甲的伸长量x1=s-(L-
),产生拉力kx1=k[s-(L-G k
)];G k
乙的伸长量x2=s-(L+
),产生拉力kx2=k[s-(L+G k
)];G k
甲、乙两弹簧拉力之和应该等于G,
即:k[s-(L-
)]+k[s-(L+G k
)]=GG k
解得弹簧的长度s=L+
.G 2k
故选A.
答案解析:(1)弹簧测力计的原理是:在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,即F=kx,其中F为弹力大小,x为伸长量,k为弹簧的劲度系数.
(2)根据F=kx可以计算出弹簧的伸长量x=
,弹簧的长度为L=L0+x,其中L0表示弹簧的原长.F k
考试点:探究弹簧测力计原理的实验;弹簧测力计的使用与读数.
知识点:本题考查弹簧测力计的原理,解题的重点是在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,根据这个原理写出出相应的表达式是本题的难点所在.