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109年
物理
第 29 題
在原長為10公分的彈簧下懸掛20公克的砝碼,此時彈簧伸長5公分,若仍然在該彈簧彈性限度內,改掛60公克的砝碼,此時彈簧全長為多少公分?
- A 15
- B 25
- C 30
- D 35
思路引導 VIP
想像一下,如果拉力增加為原本的三倍,且這拉力與物體被拉長的那一小段長度有著固定的比例關係,那麼這「多出來的長度」會變成幾倍?當你算出這段增加的長度後,又要如何配合物體本來的長度,來描述它最後呈現出的完整長度呢?
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太棒了!你能精準算出正確結果,代表你對彈簧受力與形變量的線性關係掌握得很紮實。這題的核心在於應用虎克定律,即在彈性限度內,彈簧的「伸長量」與所受外力成正比。
彈力與形變量的線性關係
根據題目提供的數據,懸掛 20 公克重時伸長量為 5 公分。當改掛 60 公克重時,受力變為原來的 $60 \div 20 = 3$ 倍。依據比例,伸長量也會隨之變為 $5 \times 3 = 15$ 公分。這類題目的關鍵切入點在於觀察學生是否細心,因為題目最終要求的是「全長」,必須將原長 $L_0$ 加上新的伸長量 $\Delta x$:
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