由一道高考力学题引发的思考
2012-01-23赵荣
物理通报 2012年10期
赵 荣
(凤庆县第一中学 云南 临沧 675900)
高中物理教学中,在讲述了牛顿运动定律后,常见到相关题中有这样的表述,“轻绳、轻弹簧、轻杆、忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦、不计……质量”,虽教师对其含义进行过讲解说明,但多数学生并不重视,理解也不深刻.特别是对含有弹簧的问题,多数学生凭生活经验和感觉作答.我校用2004年高考全国卷Ⅱ第18题在多届学生(含高二、高三)中进行测试训练,发现学生答题错误率较高.
【题目】如图1所示,4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:(a)弹簧的左端固定在墙上;(b)弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;(c)弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;(d)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l1,l2,l3,l4依次表示4个弹簧的伸长量,则有
A.l2>l1B.l4>l3
C.l1>l3D.l2=l4

图1
很多学生凭经验和感觉认为l1=l2>l4>l3.
解析:设弹簧的质量为m,运动加速度为a,研究弹簧,其受力如图2所示.
图2
由牛顿第二定律有
F-F′=ma
由于弹簧的质量m都为零,所以
F=F′
题述中4种情况弹簧两端受力大小都为F,故正确的结果应为
κ为弹簧的劲度系数,所以选项D正确.
受此高考题启发,笔者编制了如下试题.
【例1】如图3所示,一弹簧测力计平放在光滑水平面上,外壳质量为m,弹簧及挂钩质量不计.同时施以水平力F1,F2,如果F1>F2,弹簧测力计运动加速度为a,则弹簧测力计示数为
A.F1B.F2C.F1-maD.F1-F2

图3
解析:本题的等效模型如图4.弹簧两端受力大小都为F
登录APP查看全文
