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已知一根弹簧每拉伸1cm需要1N的力,将三根这样的弹簧串联在一起后拉伸1cm需要多少力?

A. 1/3N B. 1N C. 1N/sqrt(3) D. 3N
单选题 中等 2024秋招笔试真题Online Assessment算能科技

参考答案

正确选项是A,即需要1/3N的力。 解析:弹簧的劲度系数k定义为使弹簧伸长单位长度所需的外力,即k = F/Δx。已知单根弹簧每拉伸1cm需要1N力,故其劲度系数k = 1 N/cm。当三根弹簧串联时,总劲度系数k_total满足倒数相加关系:1/k_total = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃。由于三根弹簧完全相同,代入得1/k_total = 3/k,所以k_total = k/3 = 1/3 N/cm。此时要使串联弹簧整体伸长1cm,所需外力F = k_total × Δx = (1/3 N/cm) × 1 cm = 1/3 N。 易错点:考生易误认为串联后刚度增大,误选D选项3N;或混淆串联与并联规律,弹簧串联总劲度系数减小,并联则增大。此外,注意单位统一,本题中k以N/cm为单位,计算时直接代入即可。

涉及知识点

  • 弹簧劲度系数定义
  • 胡克定律F=kΔx
  • 弹簧串联等效劲度系数
  • 弹簧并联等效劲度系数
  • 单位制与数值计算
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