问一道关于弹簧弹力的物理问题
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/24 13:38:23
A.球所受合力的最大值不一定大于求的重力值
B.球刚脱离弹簧时的动能最大
C.在某一阶段内球的动能减小而它的机械能增加
D.球脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小
答案是CD。烦请高手将4个选项逐一详细解答一下,感激不尽!
关于轻质弹簧的理想状态的物理分析
所谓的轻质弹簧,说明的弹簧的质量极小,可以忽略不计,弹簧的质量既然忽略不计了,那么弹簧就没有惯性了,也就是说,当弹簧回到原始长度的时候,由于无惯性,弹簧会停在原始长度上不动,此时球脱离弹簧。
分析题干
用球向下压缩弹簧后,需要用线将弹簧拴住才能保持稳定,说明此时弹簧对球的弹力大于球的重力。
A、分析一下,当线被烧断的一瞬间球的合外力。
为了使得小球最终能被弹离弹簧,说明当弹簧回到原始位置的时候,小球具有的动能>0,也就是在弹簧从压缩的位置回到原始位置的时候,其释放的弹性势能-由于高度增加而具有的重力势能>0
弹性势能的公式为E=0.5kxx,很显然在此过程中小球增加的重力势能为mgx,故而有0.5kxx>mgx,约去x可得
kx>2mg,
很显然kx是弹簧的弹力N,也就是说当弹簧被压缩到位的时候,其弹力N>2mg,故而小球的最大合外力F=N-mg>2mg-mg=mg,肯定大于球的重力,故而A不正确。
B、由于刚开始的时候弹力N>mg,故而加速度方向向上,随着球被弹起,弹力N越来越小,故而N-mg也越来越小,向上的加速度也越来越小,当N=mg时,加速度为0,此后N<mg,加速度方向向下,故而此后向上的速度越来越小,所以当N=mg时速度最大,很显然此时球并未脱离弹簧。故而B不对
C、机械能包含弹性势能、重力势能、动能,当弹簧被压缩或者拉长时候,弹簧具有弹性势能,而球本身并不具有弹性势能。当球被弹起来的过程中,当N=mg时,此后球的速度减少,也就是动能减少,此时弹簧还未到达平衡位置,它还在继续释放弹性势能,此弹性势能转变为球的机械能,故而此时球的机械能增加,所以C正确
D、球脱离弹簧时,弹簧回到原始位置,此时弹簧的弹性势能为0,故而此时弹性势能最小,所以D正确
我感觉答案有问题,认为abd,希望后来人多评论
主要分析受力大小变化,再求合力,
小球从细线被烧断的瞬间受重力和弹簧弹力,此时弹力最大,重力不变,而2力方向相反,合力竖直向上大小等于弹力减重力,