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神奇的橡皮筋
文成实验二中九(6)林桥
橡皮筋,一种我们生活中十分平常的事物,但是就是这种最平常的事物,却好像散发着无穷的美丽,让我不禁想去一探它的奥秘。
一天,我无意中看到了我妈妈扎头发的橡皮筋,十分好奇。我把它不断拉长拉长,突然猛的放了开来。只听见一声清脆的“啪”,我被疼得大叫起来。我灵机一动,一根橡皮筋怎么会产生如此大的力量?
于是我拿来了几个不同种类但是长度相同的橡皮筋。我先把橡皮筋拉长,再用直尺测量出它的距离,接下来把橡皮筋套在手上,用弹簧测力计测出拉力的大小,放开。通过我的判断疼痛度大小。
经过了反复,得出了以下的表格。
拉伸长度
橡皮筋种类
5cm/2N
10cm/4N
15cm/6N
20cm/8N
硅胶橡皮筋
1
不痛
有点痛
痛
很痛
2
不痛
不痛
痛
很痛
3
不痛
有点痛
痛
很痛
乳胶橡皮筋
1
不痛
有点痛
痛
很痛
2
不痛
有点痛
痛
很痛
3
不痛
有点痛
痛
痛
然后我又想,这个施加在人身上的到底是什么力呢?我去询问了老师,得知是弹力。橡皮筋拥有弹性,弹性是指物体在外力作用下发生形变,当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。当我们对它施加的力不超过它的弹性限度时,橡皮筋会发生形变,会变长经过了反复,得出了以下的表格。。
发生弹性形变的物体,会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用。这种力叫弹力。弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用。
所以当橡皮筋接触到我的手时,橡皮筋给了我一个力,我也给里了橡皮筋一个反作用力。
但弹力的本质是什么呢? 弹力的本质是分子间的作用力。当物体被拉伸或压缩时,分子间的距离便会发生变化,使分子间的相对位置拉开或靠拢,这样,分子间的引力与斥力就不会平衡,出现相吸或相斥的倾向,而这些分子间的吸引或排斥的总效果,就是宏观上观察到的弹力。如果外力太大,分子间的距离被拉开得太多,分子就会滑进另一个稳定的位置,即使外力除去后,也不能再回到复原位,就会保留永久的变形。
但是还有一个问题没有解决,就是为什么相同的橡皮筋,拉伸的长度越长,弹力越大呢?我上网搜索了相关的问题,我的疑惑得以解答。原来在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比,即F=-kx(或△F=-k△x)。其中,k称为弹簧的劲度系数(也作倔强系数或弹性系数),在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。单位是牛顿每米,符号是N/m。k值与其材料的性质有关。弹簧软硬之分,指的就是它们的劲度系数不同。而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。上述表达式中的负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
但是,一个疑惑解决了我又发