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彈簧彈性勢能公式

時間:2024-04-15 16:36閱讀數(shù):1257

彈簧是一種具有彈性的機械零件,可以在外力作用下發(fā)生變化,在除去外力后,又能恢復(fù)原狀。彈簧的種類復(fù)雜多樣,按形狀分,有空氣簧、板簧、螺旋等等。彈簧很小,價格也低,但用途廣泛,小到打火機、玩具、鎖具,大到內(nèi)燃機、電氣、儀器,都離不開對彈簧的研究。

彈簧彈性勢能公式

彈簧彈性勢能公式:Ep=1/2kx^2

其中:

Ep代表彈簧的彈性勢能。

k是彈簧的勁度系數(shù),也就是彈簧單位長度內(nèi)的彈力。它的數(shù)值與彈簧的材料,彈簧絲的粗細,彈簧圈的直徑,單位長度的匝數(shù)及彈簧的原長有關(guān)。在其他條件一定時彈簧越長,單位長度的匝數(shù)越多,k值越小。

x是彈簧的形變量,即彈簧被拉伸或壓縮的長度。

當(dāng)彈簧無形變時(x=0),彈性勢能為0;當(dāng)彈簧有形變時(x≠0),彈性勢能是一個正值。這個公式是基于胡克定律推導(dǎo)出來的,即彈簧的彈力F等于彈簧的勁度系數(shù)k乘以彈簧的形變量x。因此,當(dāng)彈簧被拉伸或壓縮時,其彈性勢能就會增加或減少。

彈簧物理受力分析

一根彈簧,在它下面掛5N重的砝碼時,彈簧伸長了4cm,如果把這根彈簧放在不計摩擦的水平桌面上,在彈簧兩端用相等的力把彈簧拉伸了8cm,則彈簧每端受到的拉力為(10)牛。

分析:在彈性限度內(nèi),彈簧長度的變化量和受到的外力成正比,如果外力為壓力,則壓力與彈簧壓縮的長度成正比,如果外力為拉力,則拉力與彈簧伸長的長度成正比。

一根彈簧,在它下面掛5N重的砝碼時,彈簧伸長了4cm,這意味著當(dāng)彈簧受到拉力等于5牛時,彈簧可伸長4厘米,因此如果彈簧伸長8厘米,則彈簧受到拉力=5?!粒?厘米/4厘米)=10牛。為了保持彈簧的受力能二力平衡,所以當(dāng)彈簧一段受到10牛拉力作用時,另一端也受到10牛拉力作用。

高中物理彈簧連接體分離問題

高中物理含有彈簧的分離臨界問題分析,需要掌握住“一個中心,兩個基本點”。“一個中心”就是分離時兩物體之間沒有內(nèi)力,“兩個基本點”就是分離的瞬間兩物體的速度和加速度相同。

根據(jù)兩物體之間沒有內(nèi)力可以先分析受力比較少的物體,或者是分析加速度方便求解的物體的加速度,然后再根據(jù)加速度相等去分析另外一個物體的受力,用牛頓第二定律可以求解第二個物體的受力情況,從而求出彈簧的形變量。2017年海南省高考題的有一個大題就是考查這個知識點。

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