物理 胡克定律Ⅰ

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/03 22:11:47
自由下落的小球,从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,(小球竖直落下,在竖直放置的弹簧的正上方)。

1)判断小球的速度及所受的合外力的变化情况?
2)从弹簧压缩量最大到弹簧将小球弹出后又恢复原状,分析出小球和弹簧所受力的情况,判断小球加速度、速度、所受合外力的变化情况。

着重分析下力的示意图。小球弹出时,为什么仍受到弹簧力的作用(压弹簧时的反过程)?为什么不是弹簧先给了小球一个很大的力,使其产生一个很大的加速度,大于“弹簧自行恢复形状的速度”?

弹簧是如何自行恢复其形状的?不同性质(或其他……不同)的弹簧会有所不同吗?详细说明。

物体接触弹簧的时候具有一定的速度,从此刻开始分析
物体接触弹簧会使弹簧产生形变而对物体有向上的弹力,刚开始的时候,弹力比物体重力小,在弹簧弹力与重力平衡之前,物体还是做加速运动,不过由于球一直向下压缩弹簧,弹力在不断变大,因此加速度是不断减小的,所以从球与弹簧接触到弹力与重力平衡的过程中,球做加速度减小的加速运动。
从弹簧弹力与球重力平衡的时刻开始到弹簧压缩最大(也就是球的速度为零的时刻)的过程中,加速度的方向就改为向上了(想下为什么),并且加速度是越来越大的(为什么),因此物体是做加速度增大的减速运动。
从小球静止开始到弹簧弹力再度与重力平衡的过程,物体做加速度减小的加速运动;然后小球做加速度变大的减速运动直到离开弹簧,离开弹簧后小球在重力作用下做减速运动直到回到原高度。

首先你是知道弹簧压缩最厉害的时候就是小球速度为零的时刻,因为小球在此之前都是向下运动的,为什么弹簧不是给小球一个瞬时速度?
如果弹簧是给小球一个瞬时速度后就不再对小球有力的作用,那么储存在弹簧内的弹性势能就应该是瞬间变成球的动能,那么弹簧就不应该再存储能量了,也就是要求弹簧瞬间变为原长,这可能么? 所以能量守恒就不可能让弹簧瞬间给予小球所有的能量。

首先自由落体:势能转化为动能,此时只受重力作用,速度越来越快,到刚与弹簧接触时为最大。接触后小球压缩弹簧,势能转化为动能,又再度转化为弹性势能。小球速度不断降低,当其速度为0时。弹簧处于弹性势能最大时刻,又将释放弹性势能,将小球向上弹起,弹性势能转化为动能和势能。这个过程中小球速度不断增加,一直到刚要离开弹簧时为最大。此后只受重力作用,速度不断降低。动能转化为势能。当速度降为零时,小球又开始下降。开始了又一个轮回。

你的问题:小球在弹出过程中,弹簧依然处于压缩状态,会不断向外推小球。
可以说你这里应该是讨论的理想状态,那么弹簧是不会回到理想状态的,而是不断地震荡下去。

由F=kx可知当弹簧的压缩量x=f/k=mg/k时小球的所受的合力为0,当x>mg/k时 小球所受合力竖直向上 当x<mg/k 时 小球所受合力为mg-F 竖直向下
所以当弹簧的型变量x=mg/k时 小球速度最大

小球在接触弹簧