如图所示,质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧在竖直方向做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物

作者&投稿:释筠 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
如图所示,质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动,求:(1)当振幅为A时,物体对~

(1)在最低点物体对弹簧的弹力最大,由牛顿第二定律得:FN1-mg=ma解得:a=0.5g(2)在最高点物体对弹簧的弹力最小,由简谐运动的对称性可知:mg-FN2=ma联立解得:FN2=0.5mg(3)物体在平衡位置下方处于超重状态,不可能离开弹簧,只有在平衡位置上方可能离开弹簧.要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧,物体在最高点的加速度a=g此时弹簧的弹力为零.若振幅再大,物体便会脱离弹簧.物体在最高点刚好不离开弹簧时,FN=0,此时木块运动到最高点,mg=kA'而FN1-mg=ma=kA,解得:A'=2A答:(1)木块m的最大加速度为0.5g;(2)物体对弹簧的最小弹力是0.5mg;(3)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过2A

0.5mg, 2A 试题分析:(1)当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍,此刻应该是在最低处,根据受力分析知道,此刻受力为弹力、重力,即 ,方向向上。此刻合外力F=kA=0.5mg即根据简谐振动的特点,在最高点的加速度应为0.5g,方向向下。所以 ,所以F=0.5mg,且为支持力。(2)要使物体不能离开弹簧,则在最高点弹力为零,加速度为g,方向向下,根据对称性,在最低处的加速度也为g,方向向上,此刻弹力为kx=2mg,此刻合外力为F=mg,因此此刻的振幅为2A。点评:本题通过简谐振动的对称性,求出最低处、最高处的加速度,通过对称性分析出最大或最小弹力位置。通过对称性解决问题。

物体质量是m,设弹簧的劲度系数是K,弹簧的原长足够长。
当木块放到弹簧上,压缩弹簧时,若木块在平衡位置,则此时弹簧的弹力(竖直向上)的大小等于木块的重力。
即 K*X0=mg ,X0是此时弹簧被压缩的量

由题目条件知,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力(在最低点处)是物体重力的1.5倍
此时弹簧被压缩的量是 X1=X0+A
得 K*X1=1.5*mg
即 K*(X0+A)=1.5*mg
K*A=0.5*mg
得 K=0.5*mg / A  (因木块不脱离弹簧,所以A<X0----否则第一问就没意义了)
  当木块在最低点时,回复力(合力)大小等于 K*A(方向是竖直向上)。
那么当木块在最高点时,回复力(合力)大小必等于 K*A(方向是竖直向下),而此时弹簧对木块的弹力方向是竖直向上的。
因此,在最高点有 mg-F弹小=K*A ,F弹小 就是所求的最小弹力
得所求最小弹力是 F弹小=mg-K*A=mg-0.5*mg=0.5*mg

要物体在振动中不离开弹簧,最大振幅只能等于X0 (在最高点时物体与弹簧接触,但无弹力)
即这时的最大振幅是 A大=X0=mg / K=mg /(0.5*mg / A)=2*A

注:弹簧振子的振动有对称性(回复力、加速度、速度、位移等)。

由题意可知,振幅为A时,物体对弹簧压力最大,说明这时物体到达最低点,也就是平衡位置的最下端
之后物体向上运动,当弹力等于重力时物体到达平衡位置,物体受合外力为零,那么平衡位置在距物体最低点上方A处。(注意题目中振幅A是相对平衡位置说的,所以这里可以直接拿来用)
之后由于弹簧还处于压缩状态,所以继续向上运动,直到最高点,这时物体对弹簧的压力最小,由最低点合力等于0.5mg,以及由简谐运动的对称性可知最高点物体合力大小也应为0.5mg,则物体对弹簧的最小压力为0.5mg,这样物体合力才为0.5mg,方向竖直向下
振幅最大,又不离开弹簧,只有物体对弹簧压力为零时方可 ,这时物体所受合外力为mg,因为做简谐运动的物体所受回复力与位移的大小成正比,所以这时振幅是原来的2倍,即2A

第一问,求平衡位置,首先明确一点压力最大肯定是位于最低点而振幅为A,那么就在最低点上方A处,而求最小力由对称性及弹簧弹力与x成正比可知最高点时压力为0.5mg,最后求最大振幅只要最小压力为0即可,同上理可知为2A

这种要先找平衡点在用对称关系求解。平衡点在加速度为零的位置,也就是重力等于弹力那个位置。应该是弹簧对物体的最小弹力吧,是零。振幅为a时加速度向上为0.5g。当物体要脱离弹簧是加速度为g所以振幅为两倍的a.由对称所以最大的振幅为2A


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万盛区19183795598: 如图所示,质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧在竖直方向做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物 -
比顷拉米: 物体质量是m,设弹簧的劲度系数是K,弹簧的原长足够长.当木块放到弹簧上,压缩弹簧时,若木块在平衡位置,则此时弹簧的弹力(竖直向上)的大小等于木块的重力.即 K*X0=mg ,X0是此时弹簧被压缩的量 由题目条件知,当振幅为A时,...

万盛区19183795598: 质量为M的木块放在弹簧上,做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重量的1.5倍则物体对弹簧的最小压力?这道题在A处在最高点时,重... -
比顷拉米:[答案] 做简谐运动时,弹簧不一定要一会儿压缩,一会儿拉伸.在这道题中,就都是压缩.当达到振幅时,物体对弹簧的最大压力是物体重量的1.5倍,说明回复力大小为0.5mg,所以在最高点时,回复力要成为向下的力,大小为0.5mg,故弹力向上,为0.5mg...

万盛区19183795598: 如图所示,质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大 -
比顷拉米: (1)当木块运动到最低点时,对弹簧弹力最大,此时由牛顿第二定律得:Fmax-mg=ma,因为Fmax=1.5mg,所以a=0.5g. 当木块运动到最高点时,对弹簧弹力最小,此时由牛顿第二定律得:mg-Fmin=ma,由运动的对称性知,最高点与最低点的...

万盛区19183795598: 如图所示,质量为m的物块放在水平木板上,木板与竖直弹簧相连,弹簧另一端固定在水平面上,今使m随M一起做简谐运动,且始终不分离,则物块m做简... -
比顷拉米:[答案] 由题,m随M一起做简谐运动,由重力和M对m的支持力的合力提供物块m做简谐运动回复力.当振动物体离开平衡位置时速度减小,当振动物体靠近平衡位置时,速度增大,则物体通过平衡位置时速度最大,图中振动物体通过平衡位置时加速度为零...

万盛区19183795598: 如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的木块,木块与轻弹簧水平相连,弹簧的另一端连在竖直墙上,木块处于静止状态,一质量为m的子弹以水平速度v... -
比顷拉米:[选项] A. Mmv0 M+m B. 2Mv0 C. 2Mmv0 M+m D. 2mv0

万盛区19183795598: 质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重力 -
比顷拉米: 若 木块在弹簧上方,不是挂在下面 1题目中 说 振幅为A 时,也就是说 最低点物体对弹簧的最大压力是其本身重力,而物体在最低点时 ,速度是为0的,此时加速度最大,为g.若是振幅超过A,在最高点物体加速度就要比g小了,弹簧对他有向上的弹力了.2由于简谐运动的对称性,在最高点时,弹簧速度为0,物体加速度必须为g,这就意味着弹簧不能对物体有拉力了,否则就不是简谐运动了

万盛区19183795598: 如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙之间用轻弹簧连接,开始时木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌... -
比顷拉米:[答案] 子弹射木块是一种常见的物理模型,由于时间极短,内力远大于外力,故动量守恒,如果是一个木块撞系统是子弹加木块加弹簧的话动量不守恒.具体问题具体分析.动量守恒的条件(1)系统受到的合外力为零的情况.(2)系统所受的外力比相互作用...

万盛区19183795598: 光滑水平面上的弹簧振子,当振子在最大位移处时,把一质量m的小木块轻放其上那么二者一起震动时,振幅、最大速度、动能怎么变化?变大还是变小还是... -
比顷拉米:[答案] 题目不是很清楚,这类问题还是要插入图片的. 首先没能量损失的情况下,动能,势能是不会变化的,所以振幅不变,但由于质量增加,所以最大速度是变小的.

万盛区19183795598: 质量为m的木块放在弹簧上,弹簧在竖直方向作简谐振动,当振幅为A时,物体对弹簧压力的最大值是物体重量的 -
比顷拉米: 因为木块在竖直方向上做简谐运动,依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大,在最高点对弹簧的压力最小. 在最低点根据牛顿第二定律有F N -mg=ma,代入数据解得a=0.5 g. 由最高点和最低点相对平衡位置对称,加速度大小等值反向,所以最...

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