弹簧被压缩到最短时的弹性势能最大(当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大)

海潮机械 2023-01-03 14:51 编辑:admin 75阅读

1. 当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大

弹簧是已经被压缩了的,松开后它会渐渐恢复原来的长度,形变就越来越小了,恢复原长后,因为惯性它还会向右拉长,形变又从0增加了。弹性势能的大小就看形变的大小

2. 弹簧弹性势能与弹簧伸长量的关系

弹簧的弹性势能表达式E=(1/2)*kx^2。

设想在重力作用下,一个物体缓慢从地面升至高度h处。

在有限高度内,重力可视为恒量mg。不随高度的变化而变化。

因此 重力对物体所做的功为 -mgh。(重力与位移方向相反,所以功为负)

重力属于保守力,保守力所做的功 + 保守力势能 = 常量。

因此,重力势能的表达式为 mgh。(以地面为势能零点)

扩展资料

按受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等,按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通圆柱弹簧由于制造简单,且可根据受载情况制成各种型式,结构简单,故应用最广。

弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等,常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法,大于8毫米的用热卷法。

3. 弹簧的形变越大弹性势能越大

弹性势能是因为物体发生弹性形变时,各部分之间存在着弹力相互作用而产生的。它的大小随各部分之间相对位置变化而变化。弹性势能是以弹力的存在为前提的。弹性势能=弹力做功=∫(0-x) kx×dx =1÷2 kx² 。其中,k为弹性系数,x为形变量。注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。

4. 弹簧变长弹性势能变大

有两种情况,本人只说水平方向的情况。

在水平方向上,一只弹簧与一个物体接触而不连接,给物体施加一个力的作用,弹簧被压缩,这时弹簧贮存了弹性势能。

拆去外力后,不计摩擦,当弹簧的弹性势能全部转化为物体的动能时,弹簧的弹性势能全部释放出来,没有了形变,物体由于惯性弹出,弹簧当然是恢复原长。

5. 在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比

在弹性限度内 弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比

公式 F=kx (k是弹簧的劲度系数,与其材料有关)

这是胡克定律

胡克定律的表达式为F=k·x或△F=k·Δx,其中k是常数,是物体的劲度(倔强)系数。在国际单位制中,F的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。

6. 弹簧变长时它的弹性势能一定变大

系统的势能是相对的,势能是依据零势能位的选取决定的。弹簧系统的弹性势能也不例外。弹簧弹性势能的变儿是由外界做功来量度的,当我们选取被压缩了的弹簧的势能为零时:继续压缩弹簧,弹簧系统的弹性势能增大,其值为正。

当弹簧恢复原长时,弹簧系统的弹性势能减小,且值为负。

但在一般情况下,为使研究问题的方便,我们总是取弹簧原长时弹性势能为零。

则我们无论是压缩弹簧还是拉伸弹簧均为外界对弹簧系统做正功,弹簧系统的弹性势能均增加,其值均为正(避免出现负能量值的情况)。

且外力做了多少正功,弹簧系统的弹性势能就增加了多少。

7. 某弹簧在弹性限度内,伸长量越大,产生的弹力就越大

弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比关系。胡克定律:在材料的弹性范围内,弹簧的弹力和弹簧的形变成正比。数学表达式为F=k·x或△F=k·Δx,其中k是常数,是物体的劲度(倔强)系数。在国际单位制中,F的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。倔强系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。