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    如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在彈簧上,與彈簧一起在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)振幅為A時(shí),物體對(duì)彈簧的最大壓力是物體重力的1.5倍. (1)則物體對(duì)彈簧的最小彈力是多大? (2)要使物

    如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在彈簧上,與彈簧一起在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)振幅為A時(shí),物體對(duì)彈簧的最大壓力是物體重力的1.5倍.

    (1)則物體對(duì)彈簧的最小彈力是多大?
    (2)要使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,振幅不能超過(guò)多大?
    物理人氣:998 ℃時(shí)間:2019-08-19 19:58:42
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),對(duì)彈簧彈力最大,此時(shí)由牛頓第二定律得:
    Fmax-mg=ma,因?yàn)镕max=1.5mg,所以a=0.5g.
    當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),對(duì)彈簧彈力最小,此時(shí)由牛頓第二定律得:
    mg-Fmin=ma,由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知,最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的加速度大小相等,即
    a=0.5g,代入求得Fmin=
    1
    2
    mg.
    (2)在最高點(diǎn)或最低點(diǎn):kA=ma=
    1
    2
    mg
    ,所以彈簧的勁度系數(shù)k=
    mg
    2A

    物體在平衡位置下方處于超重狀態(tài),不可能離開(kāi)彈簧,只有在平衡位置上方可能離開(kāi)彈簧.要使物體在振動(dòng)過(guò)程中恰好不離開(kāi)彈簧,物體在最高點(diǎn)的加速度a=g此時(shí)彈簧的彈力為零.若振幅再大,物體便會(huì)脫離彈簧.物體在最高點(diǎn)剛好不離開(kāi)彈簧時(shí),回復(fù)力為重力,所以:mg=KA′,則振幅A′=
    mg
    k
    =2A.
    答:(1)物體對(duì)彈簧的最小彈力是
    1
    2
    mg;
    (2)要使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,振幅不能超過(guò)2A.
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