探究弹簧劲度系数的影响因素

2011-10-23陈学志

中国现代教育装备 2011年8期

关键词：测量

陈学志罗莹

北京师范大学北京 100875

探究弹簧劲度系数的影响因素

陈学志罗莹

北京师范大学北京 100875

在人教版《高中物理(必修)1》中关于弹簧劲度系数的引入是这样叙述的：“弹簧弹力的大小F和弹簧伸长x(或压缩)成正比，即：F=kx。”

式中的k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿/米，单位符号N/m。生活中有时说弹簧“硬”，有的弹簧“软”，指的就是它们的劲度系数不同。这个规律是英国科学家胡克发现的，叫做胡克定律。在高中物理课本中没有对弹簧的劲度系数给出更多的解释，这样就使得中学生在学习高中物理时经常产生这样的问题：若把一个劲度系数为k的弹簧均分为二段，每段弹簧的劲度系数如何变化，原来一样，均为k？还是不同？弹簧的劲度系数由什么决定的？

在大学物理课程中关于弹簧劲度系数的讲解也很少，例如：在赵凯华著的《新概念物理教程》、梁绍荣和管靖著的《基础物理学》等大学物理教材中均没有涉及劲度系数与哪些因素有关的问题。由于这是一个比较容易理解的问题，教师仅在课堂上一带而过，所以在大学基础物理课程的作业中仍然会出现两个串联弹簧的等效劲度系数等于两个弹簧的劲度系数之和，这种不应该出现的错误。笔者力图通过一系列简单的实验说明弹簧的劲度系数与哪些因素有关？帮助学生改变头脑中关于劲度系数的前概念，建立正确、清晰弹簧劲度系数的概念。