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物质性质

形变与弹性

用力-伸长量图研究胡克定律、弹簧常量、比例限度与弹性能。

SPMSTPMUEC

核心概念

  • 比例限度内 F 与 x 成正比。
  • F-x 图斜率是弹簧常量。
  • 图下方面积是储存的弹性能。

考试技能

  • 由最佳拟合线求梯度
  • 辨认非线性与永久形变

常见失分点

  • 把 x/F 当作弹簧常量
  • 把弹性限度与比例限度混淆
图像训练完整题库

关联公式

SPMForces

胡克定律

弹性限度内,弹簧拉力与伸长量成正比。

F=kxF = kx

符号 / Symbols

  • F: 拉力 (N)
  • k: 弹簧常数 (N m^{-1})
  • x: 伸长量 (m)

条件 / Conditions

只能在弹性限度内使用。

常见错误

用弹簧总长度代替伸长量。

k=50 N m^-1, x=0.02 m,则 F=1.0 N。
BridgeExperimental Physics

图像斜率

直线图像的斜率表示纵轴量对横轴量的变化率。

gradient=ΔyΔxgradient = \frac{\Delta y}{\Delta x}

符号 / Symbols

  • \Delta y: 纵轴变化量 (axis unit)
  • \Delta x: 横轴变化量 (axis unit)

条件 / Conditions

使用相距较远的两点,最好取最佳拟合线上的点。

常见错误

用数据点而不是最佳拟合线上的点。

F-x 图像斜率单位 N m^-1,代表弹簧常数。

针对性练习

UECExperimental Physics困难图表分析题

弹簧 F-x 图最佳拟合线经过 (0 m, 0 N) 与 (0.030 m, 1.20 N)。求弹簧常量。