有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，弹簧压缩2mm．现用这支圆珠笔水平推一部放在桌面上的一本书

题文

有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，弹簧压缩2mm．现用这支圆珠笔水平推一部放在桌面上的一本书，当按钮压缩量为2.5mm时，这本书匀速运动．试求：
（1）笔内小弹簧的劲度系数；
（2）书与桌面间的摩擦力的大小 （g取10m/s²）

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）当笔杆竖直放置时，弹簧的弹力大小：f_弹=mg=2N
由胡克定律f=kx，得：k=fx=20.002=1×10³（N/m）
（2）当书匀速运动时，有f_弹=f_滑
而弹力：f_弹=kx′=1×10³×2.5×10³=2.5（N）
即得书与桌面间的摩擦力：f_滑=2.5N
答：（1）笔内小弹簧的劲度系数是1×10³N/m；
（2）书与桌面间的摩擦力的大小是2.5N．

解析

fx

考点

据考高分专家说，试题“有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。

弹力的大小、胡克定律

弹力的大小：

弹力的大小与物体的形变程度有关，形变量越大，产生的弹力越大；形变量越小，产生的弹力越小。
(1)一般情况下，弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来；对于弹簧的弹力，在弹性限度内遵循胡克定律：
(2)胡克定律在弹性限度内，弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比，即F=kx，式中k为劲度系数，x为弹簧的形变量，F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。



①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量，即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差：x=|L—L0|，不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N／m，由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定，弹簧做好后，劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a．由胡克定律F=kx知：k=F／x
b．由F一x图像知：

判定弹力的有无及其方向的方法：

判定弹力的有无及其方向的方法：