弹簧的弹力是否会突变研究课题.doc

弹簧的弹力是否会突变的课题研究课题组成员：钱朴朱磊周坤吴朝阳袁涛课题纽长：钱朴指导教师：杨莺在研究弹力的变化问题时，经常町以遇到物体分别打弹簧和细绳相连，当剪 断绳子肩，要求分析物体的受力惜况或求解物体的加速度,对这类问题的认识, 包括一些参考资料上的解释也存在着不同程度的课区研究问题一 如图1所示，一条轻弹簧和一根细线共 同拉住一个质量为m的小球，平衡时细线是水平的,弹簧与 竖直方向的夹角为0 ,若突然剪断细线,则在刚剪断的瞬间, 弹簧的拉力人小是多少？若上述弹簧改为钢丝，则在剪断的 瞬间，弹簧的拉力大小乂是多少？对于剪断细线的瞬间,弹簧的弹力变化悄况,尤贞是对弹簧（弹性绳）的弹力能否发生突变的问题，常有以下两种解释解释I：开弹性绳只要有极微小的形变就叫以产宇足窮人的弾力，这种位移 叫以在极短的可忽略的时间内即可完成，所以非弹性绳的弹力可以发生突变,而 弹簧（弹性绳）中弹力要发牛:变化，需要弹簧（弹性绳）上的点要移动较人的位 移,而移动这些位移所需的时间是不可忽略的,所以弹簧（弹性绳）中的弹力不 能发生突变解释2：两端连接白物体的弹簧，它的形变发生改变的过程因两端物体的惯 性而需时较长，在很短的时间内形变量可认为是不变的。

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山此可见，对弹簧的弹力是否能够突变问题的原因,在认识上还〃在着一些 误区，现在把本小组的研究讨论结果总结如下：（1） 自然界中物体的运动在…定条件下都有一定的稳定状态，任何物体用一 定的稳定状态下，都具有一定的能显，当状态改变时，能址随着改变，但能址的 积累和衰减需要一定的时间，止山于物体所貝有的能呈不能发生突变，造成了 I: 述问题中弹簧的形变即弹簧所产生的弹力不能发生突变2） 为什么以上两种不同的解释方法，对图2却产生了不同的结果呢?实际上，在弹簧的上端不连接任何物体（或物休质量极小〉 的条件下,轻弹簧的质暈就不能忽略，而是必须不虑的因索，我们 不妨将轻弹簧看成山无数个小质量微兀构成的，各个微兀Z间的弹 力促使弹簧微兀冋缩，如图3所小•，但是齐个微兀冋缩的加速度是 不同的,微尤1,微兀2,微元3…的加速度依次减小,到第N个 微元时，英加速度儿乎为零，所以第N个微元的受力情况不变,我们町以认为，弹簧对小球的弹力在弹簧收缩到原长时的过程中并 图孑没有发生突变.综I所述，々分析弹簧弹力发生突变问题时，理想化的悄况下,我们川以认为弹簧的弹力发生了突变，但实际上绝对的轻弹簧是不 存在的，即这样的突变是不可能瞬间实现的。

所以，我们在研究讨论此类问题时 要注意:同样的弹簧,在不同的条件下,既可以是矛盾的主要方面,又可以是矛 盾的次要方血，这样恰到好处的、抓住才盾的主要方面进行研究，问题11然就会 迎刃而解3）决定一个物体的运动状态或形变程度，应该是这个物体受到的外力，rfn 不是物休或系统的内力，解释1恰恰是从弹簧的形变（内因）推知弹簧的弹力变 化情况，但弹簧形变的根本原因是外界因素的改变引起的，从血落入个逻辑 上的怪圈,解释2是从打弹簧相连的外界物体的惯性来解释其原因就比较符合半 实所以，只姿止确处理好弹簧白身的质量问题，弹力的突变问题就不难研究解 决了。