弹簧及弹簧组合问题
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组合弹簧的设计与计算
组合弹簧是一种由多个弹簧组成的复合弹簧,具有结构简单、能量密度高、工作稳定可靠等特点。
组合弹簧的设计与计算是一项重要的工作,需要考虑弹簧的材料、尺寸、弹性系数、刚度、阻尼等因素,以保证其满足要求的工作条件。
设计组合弹簧时,首先需要确定所需的弹簧力和工作环境,然后根据弹簧的工作原理和参数,选择合适的材料和尺寸进行设计。
在设计中,需要考虑各个弹簧之间的相互影响和协调,以保证组合弹簧的整体性能。
计算组合弹簧的弹性系数、刚度和阻尼等参数,可以采用经验公式、数值模拟和试验等方法。
其中,经验公式主要适用于设计简单的组合弹簧,数值模拟可以较准确地模拟组合弹簧的工作性能,试验则可以验证模拟结果和设计方案的可行性。
总之,组合弹簧的设计与计算是一项复杂而重要的工作,需要综合考虑多个因素,以保证组合弹簧能够满足工程要求。
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弹簧的串并联关系
嘿,朋友们!今天咱来聊聊弹簧的串并联关系,这可有意思啦!
你想想看,弹簧就像是我们生活中的小助手,有时候单个弹簧能发挥作用,但有时候把它们组合起来,那效果可就大不一样喽!
先说说串联吧,这就好比是一群小伙伴手牵手排着队一起努力。
当几个弹簧串联起来的时候呀,它们就像是一个团队,一起承担着外界的力量。
这时候呢,整个系统的伸长量就会变得很大,就好像是大家齐心协力把一件很难的事情给完成了。
你说神奇不神奇?而且啊,串联的弹簧就像是一群互相支持的朋友,一个累了,另一个就接着顶上,共同应对困难。
再讲讲并联呢,这就好像是一群小伙伴肩并肩站在一起。
当弹簧并联的时候呀,它们各自发挥着自己的力量,共同抵抗外力。
这时候整个系统的弹性就变得更强了,就像一群好汉聚在一起,力量可大了去了。
这并联的弹簧就像是一群各有所长的人,大家一起合作,让事情变得更加顺利。
咱生活中不也有很多这样的例子吗?就好比说,我们在工作中,有时候需要大家像串联的弹簧一样团结协作,共同攻克难题;有时候又需要像并联的弹簧一样,各自发挥优势,把事情做得又快又好。
你看那建筑工地上的起重机,不就是利用了弹簧的串并联原理吗?通过巧妙的设计,让起重机能够吊起那么重的东西,这可真是了不起啊!还有那汽车的减震系统,也是靠着弹簧的串并联来让我们的驾驶更加舒适平稳呢。
弹簧的串并联关系真的是无处不在啊!它们就像是生活中的小魔法,给我们带来了很多便利和惊喜。
所以啊,可别小瞧了这些小小的弹簧,它们的作用可大着呢!这就是弹簧的奇妙世界,是不是很有趣呢?大家以后可要多多留意身边这些神奇的小玩意儿哦!。
断路器(弹簧机构)动作原理及两起合后即分故障案例分析本文在介绍弹簧机构的结构、动作原理的基础上,分享几起合后即分的故障案例,分析故障产生的原因并提出后续工作建议。
一、弹簧机构动作原理敞开式断路器和组合电器断路器用CT30弹簧机构结构及动作原理如图1~图4所示。
弹簧操动机构分、合闸操作采用两个螺旋压缩弹簧实现。
储能电机通过棘爪、棘轮给合闸弹簧储能。
1415161-分闸弹簧2-合闸弹簧3-合闸掣子4-合闸线圈5-合闸触发撞杆6-分闸线圈7-合闸保持掣子8-分闸掣子9-限位挡块10-拐臂11-棘爪12-凸轮13-棘轮14-分闸掣子15-复位弹簧16-滚轮图1合闸位置(合闸弹簧储能)图2分闸操作过程图3分闸位置(合闸弹簧储能)图4合闸操作过程如图1、图2所示,分闸操作时,分闸电磁铁吸合,分闸电磁铁撞杆触发分闸掣子,分闸掣子逆时针旋转,合闸保持掣子在拐臂的分闸力矩作用下逆时针旋转,分闸弹簧带动拐臂顺时针旋转,分闸弹簧释放能量完成分闸。
分闸操作是一套独立系统,分闸弹簧释放的能量仅作用于断路器分闸。
如图3、图4所示,合闸操作时,合闸线圈带电吸合,并使合闸撞杆撞击合闸掣子。
合闸掣子以顺时针方向旋转,并释放合闸弹簧储能保持掣子,使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转,使主拐臂以顺时针旋转,断路器完成合闸。
并同时压缩分闸弹簧,使分闸弹簧储能。
当主拐臂转到行程末端时,分闸掣子和合闸保持掣子将轴销锁住,开关保持在合闸位置。
合闸弹簧释放的能量主要分为两部分,一部分用于断路器合闸,另一部分用于机构分闸弹簧储能。
二、案例1复位弹簧弹力不足(一)故障概况2020年5月25日20时08分53秒,500千伏某站在合上220kV4965开关操作过程中(配合对侧送电,某站站内无工作),在合上4965开关时,A相未正常动作,B、C相正常合闸,三相不一致动作,开关三跳,无其他保护动作。
4965间隔为GIS设备,设备型号为ZFW20-252,弹簧机构型号为CT30,出厂日期2013年12月8日,投运日期2014年6月30日。
高中物理关于弹簧的8种模型:
1.简单弹簧模型:最基本的模型,将弹簧看作一个线性弹性体,满足胡克定律,即弹
簧力与变形量成正比。
2.质点弹簧模型:在简单弹簧模型的基础上,考虑到弹簧两端连接的物体的质量,将
其视为质点,分析弹簧振动、调和运动等问题。
3.弹簧振子模型:将弹簧与一定质量的物体(如小球)组合起来,形成一个简谐振动
系统,研究其振动频率、周期等特性。
4.弹簧串联模型:多个弹簧按照串联方式连接,研究整个系统的弹性特性和变形量的
分布情况。
5.弹簧并联模型:多个弹簧按照并联方式连接,研究整个系统的弹性特性和总的弹簧
常数。
6.弹簧平衡模型:将弹簧与其他物体相连接,使其处于平衡状态,通过分析受力平衡
条件,求解物体的位移和力的大小。
7.弹簧阻尼模型:考虑弹簧振动过程中存在的阻尼现象,引入阻尼系数,分析阻尼对
振动特性的影响。
8.非线性弹簧模型:考虑到弹簧在较大变形下不再满足胡克定律,采用非线性弹簧模
型进行分析,如非线性胡克定律、比例限制等。
弹簧串并联劲度系数公式
摘要:
1.弹簧串并联劲度系数公式简介
2.弹簧串并联劲度系数公式推导
3.弹簧串并联劲度系数公式应用
4.结论
正文:
弹簧串并联劲度系数公式是描述弹簧串联和并联时弹簧劲度系数计算的公式。
在实际应用中,弹簧往往需要串联或并联使用,以满足不同的工作需求。
弹簧串并联劲度系数公式可以帮助我们计算弹簧在串联或并联状态下的劲度系数,从而为弹簧的设计和使用提供理论支持。
弹簧串并联劲度系数公式的推导主要包括以下几个步骤:
1.设弹簧1 的劲度系数为k1,弹簧2 的劲度系数为k2,弹簧1 的伸长量为x1,弹簧2 的伸长量为x2。
2.弹簧串联时,弹簧的总伸长量为x1+x2,总劲度系数为k1+k2。
3.弹簧并联时,弹簧的总伸长量为max(x1, x2),总劲度系数为
k1*k2/(k1+k2)。
弹簧串并联劲度系数公式应用广泛,例如在汽车、摩托车等机动车的减震系统中,弹簧的串联和并联组合可以有效地改善车辆的行驶舒适性和稳定性。
此外,在工程结构设计中,弹簧的串联和并联组合也可以用于吸收和缓冲振动,提高结构的可靠性和安全性。
弹簧并联和串联的拉力大小特点《弹簧并联的拉力大小特点》嘿,朋友!今天咱们来聊聊弹簧并联时拉力大小的那些有趣特点。
你想啊,当几个弹簧并联在一起,就好像是一群小伙伴手拉手一起用力。
这时候,它们能承受的拉力可就变大啦!因为每个弹簧都在同时出力,就像一群大力士齐心协力一样。
比如说,有两个一模一样的弹簧并联,那它们能承受的拉力就差不多是单个弹簧的两倍呢!这是为啥呢?因为拉力被平均分配到了每个弹簧上,它们一起扛,力量自然就大了。
而且哦,并联的弹簧越多,能承受的拉力就越大。
就好像队伍越来越壮大,力量也就越来越强。
再想想,如果其中一个弹簧稍微弱一点,其他弹簧也会帮忙分担一些拉力,不会让整个组合轻易被拉坏。
弹簧并联就像是团结的小伙伴,一起努力,共同承受更大的拉力,是不是很神奇呀?《弹簧串联的拉力大小特点》嗨喽,亲爱的!咱们接着聊聊弹簧串联的拉力大小特点。
你看哦,弹簧串联起来的时候,就像是连成了一条长长的链子。
这时候拉力的情况可就有点不一样啦。
比如说,单个弹簧能承受的拉力是一定的。
当它们串联起来,整个组合能承受的拉力还是和单个弹簧差不多哦。
这是不是有点出乎你的意料?这是因为串联的时候,拉力是依次通过每个弹簧的,只要其中一个弹簧达到了承受的极限,整个串联组合就可能出问题啦。
打个比方,就好像接力跑步,一个人跑累了,后面的人就算还有力气,也可能因为前面的人没坚持住而输掉比赛。
不过呢,串联的弹簧也有它的用处。
有时候我们需要更长的伸缩距离,这时候串联弹簧就能派上用场啦。
所以说呀,弹簧串联虽然在拉力大小上没有太大的优势,但在特定的情况下,还是能发挥出它独特的作用哟!怎么样,是不是对弹簧串联有了新的认识?。
弹簧问题归类一、“轻弹簧”类问题在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称之为“轻弹簧”,是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计,选取任意小段弹簧,其两端所受张力一定平衡,否则,这小段弹簧的加速度会无限大.故轻弹簧中各部分间的张力处处相等,均等于弹簧两端的受力.弹簧一端受力为F ,另一端受力一定也为F ,若是弹簧秤,则弹簧秤示数为F .【例1】如图3-7-1所示,一个弹簧秤放在光滑的水平面上,外壳质量m 不能忽略,弹簧及挂钩质量不计,施加弹簧上水平方向的力1F 和称外壳上的力2F ,且12F F >,则弹簧秤沿水平方向的加速度为,弹簧秤的读数为.【解析】以整个弹簧秤为研究对象,利用牛顿运动定律得:12F F ma -=,即12F F a m-=,仅以轻质弹簧为研究对象,则弹簧两端的受力都1F ,所以弹簧秤的读数为1F .说明:2F 作用在弹簧秤外壳上,并没有作用在弹簧左端,弹簧左端的受力是由外壳内侧提供的.【答案】12F F a m-=1F二、质量不可忽略的弹簧【例2】如图3-7-2所示,一质量为M 、长为L 的均质弹簧平放在光滑的水平面,在弹簧右端施加一水平力F 使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受力情况.【解析】弹簧在水平力作用下向右加速运动,据牛顿第二定律得其加速度F a M=,取弹簧左部任意长度x 为研究对象,设其质量为m 得弹簧上的弹力为:,x x F x T ma M F L M L===【答案】x x T F L=三、弹簧的弹力不能突变(弹簧弹力瞬时)问题弹簧(尤其是软质弹簧)弹力与弹簧的形变量有关,由于弹簧两端一般与物体连接,因弹簧形变过程需要一段时间,其长度变化不能在瞬间完成,因此弹簧的弹力不能在瞬间发生突变.即可以认为弹力大小和方向不变,与弹簧相比较,轻绳和轻杆的弹力可以突变.【例3】如图3-7-3所示,木块A 与B 用轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静置于地面,A B C 、、的质量之比是1:2:3.设所有接触面都光滑,当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬时,木块A 和B 的加速度分别是A a =与B a =【解析】由题意可设A B C 、、的质量分别为23m m m 、、,以木块A 为研究对象,抽出木块C前,木块A 受到重力和弹力一对平衡力,抽出木块C 的瞬时,木块A 受到重力和弹力的大小和方向均不变,故木块A 的瞬时加速度为0.以木块A B 、为研究对象,由平衡条件可知,木块C 对木块B 的作用力3CB F mg =.以木块B 为研究对象,木块B 受到重力、弹力和CB F 三力平衡,抽出木块C 的瞬时,木块B 受到重力和弹力的大小和方向均不变,CB F 瞬时变为0,故木块C 的瞬时合外力为3mg ,竖直向下,瞬时加速度为1.5g .【答案】0说明:区别于不可伸长的轻质绳中张力瞬间可以突变.【例4】如图3-7-4所示,质量为m 的小球用水平弹簧连接,并用倾角为030的光滑木板AB 托住,使小球恰好处于静止状态.当AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为() A.0B.大小为233g ,方向竖直向下 C.大小为233g ,方向垂直于木板向下D.大小为233g ,方向水平向右【解析】末撤离木板前,小球受重力G 、弹簧拉力F 、木板支持力N F 作用而平衡,如图3-7-5所示,有cos N mgF θ=.撤离木板的瞬间,重力G 和弹力F 保持不变(弹簧弹力不能突变),而木板支持力N F 立即消失,小球所受G 和F 的合力大小等于撤之前的图图图3-7-2图3-7-1图3-7-3N F (三力平衡),方向与N F 相反,故加速度方向为垂直木板向下,大小为23cos 3N F g a g m θ===【答案】C.四、弹簧长度的变化问题设劲度系数为k 的弹簧受到的压力为1F -时压缩量为1x -,弹簧受到的拉力为2F 时伸长量为2x ,此时的“-”号表示弹簧被压缩.若弹簧受力由压力1F -变为拉力2F ,弹簧长度将由压缩量1x -变为伸长量2x ,长度增加量为12x x +.由胡克定律有:11()F k x -=-,22F kx =.则:2121()()F F kx kx --=--,即F k x ∆=∆ 说明:弹簧受力的变化与弹簧长度的变化也同样遵循胡克定律,此时x ∆表示的物理意义是弹簧长度的改变量,并不是形变量.【例5】如图3-7-6所示,劲度系数为1k 的轻质弹簧两端分别与质量为1m 、2m 的物块1、2拴接,劲度系数为2k 的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态.现将物块1缓慢地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中,物块2的重力势能增加了,物块1的重力势能增加了.【解析】由题意可知,弹簧2k 长度的增加量就是物块2的高度增加量,弹簧2k 长度的增加量与弹簧1k 长度的增加量之和就是物块1的高度增加量.由物体的受力平衡可知,弹簧2k 的弹力将由原来的压力12()m m g +变为0,弹簧1k 的弹力将由原来的压力1m g 变为拉力2m g,弹力的改变量也为12()mm g +.所以1k 、2k 弹簧的伸长量分别为:1211()m m g k +和1221()m m g k +故物块2的重力势能增加了221221()m m m g k +,物块1的重力势能增加了21121211()()m m m g k k ++ 五、弹簧形变量可以代表物体的位移弹簧弹力满足胡克定律F kx =-,其中x 为弹簧的形变量,两端与物体相连时x 亦即物体的位移,因此弹簧可以与运动学知识结合起来编成习题.【例6】如图3-7-7所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A B 、,其质量分别为A B m m 、,弹簧的劲度系数为k ,C 为一固定挡板,系统处于静止状态,现开始用一恒力F 沿斜面方向拉A 使之向上运动,求B 刚要离开C 时A 的加速度a 和从开始到此时A 的位移d (重力加速度为g ).【解析】系统静止时,设弹簧压缩量为1x ,弹簧弹力为1F ,分析A 受力可知:11sin A F kx m g θ==解得:1sin A m g x kθ=在恒力F 作用下物体A 向上加速运动时,弹簧由压缩逐渐变为伸长状态.设物体B 刚要离开挡板C 时弹簧的伸长量为2x ,分析物体B 的受力有:2sin B kx m g θ=,解得2sin B m g x kθ=设此时物体A 的加速度为a ,由牛顿第二定律有:2sin A A F m g kx m a θ--=解得:()sin A B AF m m g a m θ-+=因物体A与弹簧连在一起,弹簧长度的改变量代表物体A 的位移,故有12d x x =+,即()sin A B m m g d kθ+=【答案】()sin A B m m g d kθ+=六、弹力变化的运动过程分析弹簧的弹力是一种由形变决定大小和方向的力,注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置、现长位置及临界位置,找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,弹性势能也是与原长位置对应的形变量相关.以此来分析计算物体运动状态的可能变化.结合弹簧振子的简谐运动,分析涉及弹簧物体的变加速度运动,.此时要先确定物体运动的平衡位置,区别物体的原长位置,进一步确定物体运动为简谐运动.结合与平衡位置对应的回复力、加速度、速度的变化规律,很容易分析物体的运动过程.【例7】如图3-7-8所示,质量为m 的物体A 用一轻弹簧与下方地面上质量也为m 的物图图3-7-6 图3-7-8体B 相连,开始时A 和B 均处于静止状态,此时弹簧压缩量为0x ,一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连接物体A 、另一端C 握在手中,各段绳均刚好处于伸直状态,物体A 上方的一段绳子沿竖直方向且足够长.现在C 端施加水平恒力F 使物体A 从静止开始向上运动.(整个过程弹簧始终处在弹性限度以内).(1)如果在C 端所施加的恒力大小为3mg ,则在物体B 刚要离开地面时物体A 的速度为多大?(2)若将物体B 的质量增加到2m ,为了保证运动中物体B 始终不离开地面,则F 最大不超过多少? 【解析】由题意可知,弹簧开始的压缩量0mg x k =,物体B 刚要离开地面时弹簧的伸长量也是0mgx k=. (1)若3F mg =,在弹簧伸长到0x 时,物体B 离开地面,此时弹簧弹性势能与施力前相等,F 所做的功等于物体A 增加的动能及重力势能的和.即:201222F x mg x mv ⋅=⋅+得:022v gx =(2)所施加的力为恒力0F 时,物体B 不离开地面,类比竖直弹簧振子,物体A 在竖直方向上除了受变化的弹力外,再受到恒定的重力和拉力.故物体A 做简谐运动.在最低点有:001F mg kx ma -+=,式中k 为弹簧劲度系数,1a 为在最低点物体A 的加速度.在最高点,物体B 恰好不离开地面,此时弹簧被拉伸,伸长量为02x ,则:002(2)k x mg F ma +-=而0kx mg =,简谐运动在上、下振幅处12a a =,解得:032mgF =[也可以利用简谐运动的平衡位置求恒定拉力0F .物体A 做简谐运动的最低点压缩量为0x ,最高点伸长量为02x ,则上下运动中点为平衡位置,即伸长量为所在处.由002xmg k F +=,解得:032mgF =.]【答案】022gx 32mg说明:区别原长位置与平衡位置.和原长位置对应的形变量与弹力大小、方向、弹性势能相关,和平衡位置对应的位移量与回复大小、方向、速度、加速度相关. 七.与弹簧相关的临界问题通过弹簧相联系的物体,在运动过程中经常涉及临界极值问题:如物体速度达到最大;弹簧形变量达到最大时两个物体速度相同;使物体恰好要离开地面;相互接触的物体恰好要脱离等.此类问题的解题关键是利用好临界条件,得到解题有用的物理量和结论。
弹簧串联和并联劲度系数公式弹簧串联和并联劲度系数公式弹簧是一种广泛应用于机械、电子、建筑等领域的力学元件,它具有弹性变形和恢复的特性。
弹簧串联和并联是常见的弹簧组合方式,对于弹簧串联和并联的设计和应用,劲度系数是一个重要的参数。
本文将介绍弹簧串联和并联的基本原理和劲度系数公式。
一、弹簧串联的原理弹簧串联是指将多个弹簧依次连接起来形成一条弹簧链,这种连接方式可以增加弹簧的总工作长度,提高弹簧的弹性变形范围。
弹簧串联的原理可以用图一来表示。
图一弹簧串联原理示意图在图一中,弹簧1和弹簧2串联起来,呈现出一个整体弹簧的效果,将力F作用于整体弹簧时,整体弹簧会发生弹性变形,产生相应的位移x。
根据胡克定律和位移的线性叠加原理,我们可以得到弹簧串联的劲度系数公式。
二、弹簧串联的劲度系数公式假设弹簧1的劲度系数为k1,弹簧2的劲度系数为k2,弹簧串联后的总劲度系数为k,根据胡克定律和位移的线性叠加原理,可得:F=kx=(k1+k2)x则k=k1+k2这个公式表明,弹簧串联后的劲度系数等于各个弹簧的劲度系数之和。
其中,弹簧串联的条数可以有多个,公式依然成立。
三、弹簧并联的原理弹簧并联是指将多个弹簧同时连接到同一个支点上,这种连接方式可以增加弹簧的总工作力度,提高弹簧的承载能力。
弹簧并联的原理可以用图二来表示。
图二弹簧并联原理示意图在图二中,弹簧1和弹簧2同时并联到支点上,当力F作用于弹簧1和弹簧2时,它们各自会发生弹性变形,产生相应的位移x1和x2。
根据胡克定律和作用力的叠加原理,我们可以得到弹簧并联的劲度系数公式。
四、弹簧并联的劲度系数公式假设弹簧1的劲度系数为k1,弹簧2的劲度系数为k2,弹簧并联后的总劲度系数为k,则有:F=kx=k1x1+k2x2则k=k1+k2这个公式表明,弹簧并联后的劲度系数等于各个弹簧的劲度系数之和。
其中,弹簧并联的条数可以有多个,公式依然成立。
五、结论通过以上分析,我们可以得出以下结论:1. 弹簧串联和并联的劲度系数都可以用各个弹簧的劲度系数之和来表示;2. 弹簧串联和并联的条数可以有多个,公式依然成立;3. 弹簧串联可以增加弹簧的总工作长度,提高弹簧的弹性变形范围;弹簧并联可以增加弹簧的总工作力度,提高弹簧的承载能力。
两个弹簧串联劲度系数1. 弹簧的基础知识弹簧,听起来是不是有点小熟悉?不管是你身边的门弹簧,还是玩具里的小弹簧,都是这个家伙。
弹簧的主要功能就是储存和释放能量,简直就像一个能量的小罐子,压一下就能弹出来,给人惊喜。
不过,今天我们要聊的是更复杂一点的东西——两个弹簧串联的劲度系数。
别担心,听起来复杂,实际上可没那么难理解。
想象一下,你有两个弹簧,一个是小巧玲珑的,另一个则是健壮如牛的。
把它们一个接一个地连起来,就像搭积木一样。
结果是,这两个弹簧的组合,会让整个系统的弹性大打折扣。
咱们从一个简单的公式开始吧,劲度系数的定义是弹簧被拉伸或压缩的程度。
串联在一起的弹簧,劲度系数就变得有点“懒惰”,看起来像是打了个瞌睡。
2. 串联的原理2.1 劲度系数的计算好啦,接下来我们来聊聊这两个弹簧的劲度系数是怎么计算的。
你可以想象,这就像是两个人拉着同一根绳子,想要把它拉得更长。
公式是这样的:1/K = 1/K1 + 1/K2。
这里的K是弹簧的劲度系数,K1和K2是两个弹簧各自的劲度系数。
听起来像是在做数学题,但其实很简单,慢慢来,别急。
举个例子吧,假设第一个弹簧的劲度系数是200 N/m,第二个是100 N/m。
按照公式来,我们就能得出串联后的劲度系数K是66.67 N/m。
这意味着,两个串联的弹簧一旦被拉伸,弹性变得没那么强了。
就像两个懒汉一起出门,结果就变得慢吞吞的。
2.2 实际应用那么,这样的知识有什么用呢?想象一下,你在家里想装个弹簧门,让门能自动关上。
如果只用一个劲度系数很大的弹簧,门可能关得太快,吓到人;而如果只用小弹簧,门可能关得太慢,搞得你进出都不方便。
所以,适当地串联弹簧,能帮助你调节这个门的反应速度,让它恰到好处,真是个绝妙的主意。
3. 弹簧的趣味3.1 日常生活中的弹簧说到弹簧,咱们的生活中真的是无处不在!像是车子的避震器、沙发里的弹簧,甚至是你那条玩具狗的尾巴,都是在用弹簧的原理。
再说到那些健身器材,像弹力带和跳绳,背后也离不开这个小家伙的功劳。
二、弹簧问题
例题2.(04全国II )如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用,③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。
若认为弹簧的质量都为零,以l 1、l 2、l 3、l 4依次表示四个弹簧的伸长量,则有
A l 2>l 1
B .l 4>l 3
C .l 1>l 3
D .l 2=l 4
变式训练3.(02全国理综)如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为l 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ。
现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是
F F F F ① ② ③ ④
1 2
A .1l m g k μ+
B . 12()l m m g k μ++
C .2l m g k μ+
D . 1212
()m m l g k m m μ++ 变式训练4.如图所示,两木块质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1、k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。
现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在这个过程中下面木块移动的距离为:
A .
11m g k B .21m g k C .12m g k D .22m g k
变式训练5.如图所示,倾角α=30°的斜面上,放一质量m =1kg 的物体,用劲度系数k =100N/m 的轻弹簧平行于斜面吊着,物体放在PQ 之间任何位置都能使物体处于静止状态,而超过这一范围,物体都会沿斜面滑动。
若AP =22cm ,AQ =8cm ,试求物体与斜面之间的最大静摩擦力的大小。
(g =10m/s 2)
变式训练2、如图所示,质量分别为1m 、2m 的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(1m 在地面,2m 在空中),力F 与水平方向成θ角,1m 与地面动摩擦因数为μ。
则1m 所受支持力N 和摩擦力f 正确的是
A .12sin N m g m g F θ=+-
B .12cos N m g m g F θ=+-
C .cos f F θ=
D .)sin (21θμF g m g m f -+= k 2
k 1 m 1 m 2 A P Q α。