Question

如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，劲度系数k=200N/m，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一竖

如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，劲度系数k=200N/m，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一竖直向上的拉力F．物体静止在水平面上，重力加速度g取10m/s2．试求：（1）若将弹簧拉长至11cm，拉力F大小为多少？（2）若将力F改为竖直向下压弹簧，当弹簧长度被压缩至8cm时，压力F大小为多少？此时物体对地面的压力大小为多少？

Answer 1

（1）若将弹簧拉长至11cm，根据胡克定律得：F1＝k△x1＝200×(11?10)×10?2＝2N；
（2）将力F改为竖直向下压弹簧，当弹簧长度被压缩至8cm时，根据胡克定律得：F2＝k△x2＝200×(10?8)×10?2＝4N
以物体为研究的对象，它受到重力、弹簧的压力和地面的支持力的作用，则：N=mg+F₂，
所以：N=2×10+4=24N
根据牛顿第三定律可知，此时物体对地面的压力大小与地面对物体的支持力大小相等，是24N．
答：（1）若将弹簧拉长至11cm，拉力F大小为2N；
（2）若将力F改为竖直向下压弹簧，当弹簧长度被压缩至8cm时，压力F大小为多少？此时物体对地面的压力大小为24N．