题目

关于弹簧与胡克定律的问题
有一题目困扰在下许久,
四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小为F的拉力作用,而左端的情况各不相同：1中弹簧的左端固定在墙上；2中弹簧的左端受到大小为F的拉力作用；3中弹簧的左端拴一小物体,物体在光滑的桌面上滑动；4中弹簧的左端拴上一小物块,物体在有摩擦的桌面上滑动.忽略弹簧质量,以L1,L2,L3,L4依次表示四个弹簧的伸长量,则_______.
答案分析说道：四种情况下弹簧的受力情况都与2中相同,所以弹簧的弹力相同,所以它们的伸长量相同.在下理解1与2的受力情况是相同的,因为力的作用是相互的.但是3和4我不理解,因为此时弹簧拖着一个物体在走,克服摩擦力,拉力F被摩擦力“削弱”了,怎么此时弹簧“反馈”的弹力还是F呢?
我不理解的是：物体与桌面的摩擦力会削减拉力F使得实际作用在弹簧的拉力小于F吗？为什么？

提问时间：2020-08-02

答案

③中,因为桌面是光滑的,所以当以F的拉力拉弹簧时,物体合外力就为F,即弹簧弹力为F,根据胡克定律得：F=kx,x=F/k
你要注意一点,弹簧伸长量是对于弹簧的弹力而言,所以应以弹簧为研究对像
则④中,弹簧是轻质的,其含义是弹簧质量为0,所以弹簧所受合外力为F,即弹力为F,根据胡克定律得：F=kx,x=F/k,因为弹簧完全相同,所以k相同,所以x相同,即弹簧伸长量相同.
对于你不理解的地方,很简单：你要选准研究对象,物体与桌面的摩擦力会削减拉力F,这是以物体为研究对象.物体的重力和桌面对物体的支持力在竖直方向上平衡,拉力F大于摩擦力,物体就沿着F的方向加速运动.
摩擦力削减拉力F实际上是削弱的作用在物体上的拉力,而已弹簧为研究对象,弹簧只受拉力F的作用.