Question

求几道高一必修一物理题(有详细的解释说明）

1 “用细绳悬挂起来处于静止状态的物体，其重心一定在悬绳的下方”为什么？
2 四个完全相同的轻质弹簧都呈竖直状态，他们的上端都受到大小都为F的拉力作用，而下端情况各不相同。a弹簧下端固定在地面上，b中弹簧下端受大小也为F的拉力作用，c中弹簧下端拴一个质量为m的物块且竖直向上运动，d中弹簧下端拴一个质量为2m的物块且竖直向上运动，以L1，L2，L3，L4依次表示abcd四个弹簧的伸长量，比较他们的大小。
答案L1=L2=L3=L4但不知道为什么，希望有好心人帮忙解释一下，谢谢！

Answer 1

1 因为物体静止，而且只受到两个力，一个重力，一个就是绳的拉力，这两个力构成二力平衡，所以一定共线，重心就会在绳下方
2 这个题你可以把弹簧想成弹簧秤，弹簧上端就是弹簧秤的挂钩，弹簧秤的读数就等于挂钩端的拉力（这个是因为高中研究的弹簧是轻质的）。这道题里四个弹簧虽然下端不一样情况，但是上端都是一样的力F拉着，所以读数应该是相同的，而弹簧秤读数是和伸长量成正比的（这个因为胡克定律），所以四个弹簧伸长量相同

追问

2还是不明白，为什么和下边的力没有关系啊。

追答

因为上面的力F才是使弹簧产生形变的原因，这四个弹簧如果没有受到上面的拉力都不会有形变，第一个弹簧会静止在桌面上，剩下三个会自由落体，所以看做弹簧秤之后上端才相当于挂钩端，与下端就没关系了

追问

可是上下两个力没平衡啊

追答

这道题里说是轻质弹簧，也就是不考虑弹簧的质量，那就不可能有加速度（这个在下一章牛顿运动定律里会学到），所以你要是研究弹簧的话就只能当做平衡状态，与物体怎么运动是不是平衡没有关系，因为你研究的不是物体

Answer 2

轻弹簧中各处弹力都相等，因此这四个弹簧中的弹力都等于F，即F=kx,而k相同，所以x相同，即L 1 =L 2 =L 3 =L 4 ，与作用在物块上的其他力及物块的运动状态无关