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脱离木板后简谐运动,为什么到最低点的加速度等于最初未脱离时的加速度g/2

时间: 2022-12-13 08:59:58 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 92次

脱离木板后简谐运动,为什么到最低点的加速度等于最初未脱离时的加速度g/2

简谐运动

·一劲度系数为k的轻弹簧下端固定于水平地面上,弹簧的上端固定一质量为M的薄板P,另有一质量为m的物块B放在P的上表面.向下压缩B,突然松手,使系统上下振动,欲使B、P始终不分离,则轻弹簧的最大压缩量为多少? rnrn答案中:分离处一定在平衡位置上方最大位移处,当B、P间弹力恰好为零时两物体分离,此时B的回复力恰好等于其重力mg,其最大加速度为amax=g.rnrn我想问:往下压一些弹簧 为什么B P就脱离了 B脱离的速度是谁提供的?
不考虑分离的情况下,物体做简谐运动,在最上端和最下端时加速度最大,在最上端时,如果这个加速度小于g,说明小物体受到重力和弹簧向上的支持力,此时肯定不会分离,但是如果加速度大于g,说明物体受到重力和弹簧向下的拉力,是弹簧拉着物体向下加速,如果二者不是捆绑在一起的,那二者就一定会分离,很明显,分离的临界条件就是弹簧对物体的力刚好为零。则物体在最上端的加速度完全由重力提供,为g,最下端的加速度和最上端相同反向,为向上的g,所以此时弹簧对物体的支持力为2mg,由于上下是对称的,如果一开始把物体向下多压一些,初始加速度大于g,那么在最上端时最大加速度也大于g,重力是无法提供这么大的加速度的,只能分离。
这种例子不是没见过,很常见,向上发射的弓箭、投石机、弹弓,都是这个原理
答案应该是当弹簧恢复到原长时两物体速度恰好为 0 才能始终不分离 ,如果到大原长时,速度不为 0 ,那么弹簧由压缩变成伸长了,对P就变成拉力了,变成拉力后加速度就会大于 g,而 B 由于没有与P连在一起,它的加速度是 g ,所以 就会分离啦

所以假设弹簧的最大压缩量是L ,以L所在的水平面为零势能面 ,到达弹簧原长时,
则 根据能量守恒 弹性势能全变成重力势能了 k*L^2/2=(m+M)gL 所以 L为= 2*(m+M)g/k

物理关于简谐运动的问题

物理关于简谐运动的问题,rn当质点运动到最底点,平衡位置,最高点时,速度,位移,加速度,回复力之间的大小关系,和方向各市怎样的?
最低点:速度大小为0,位移为-A,加速度为最大值,方向指向平衡位置,回复力为最大值,方向和加速度方向一样。
平衡位置:速度达到最大值,位移为0,加速度0,回复力为0。
最高点:速度大小为0,位移为A,加速度为最大值,方向指向平衡位置,回复力为最大值,方向和加速度方向一样。
总的来说:速度为0处,位移最大,受到的回复力最大,从而加速度最大;速度为最大值处,位移最小,在平衡位置上,受到的回复力最小为0,从而加速度为最小值0。

物体做简谐运动,当远离平衡位置时速度都在减小啊、为什么加速度是增大?

根据速度减小只能判断加速度为负(相对于速度方向),不能判断加速度的(绝对值)大小如何变化。就像减速运动,只要保持速度为正,位移就是始终增大。
简谐振动时恢复力f=-kx=ma,加速度a的大小(绝对值)正比于位移大小。因此只可虑加速度的绝对值的话,在远离平衡位置过程中是逐渐增大的。
首先我对你的结论表示不知道,尤其那个加速度,
不过非要解释的话

速度可以用能量守恒定律来解释(这种方法最简单)。
加速度可以用向心加速度和重力加速度的合成来判断,比较复杂。
重力加速度始终不变,向心加速度在偏离平衡位置时逐渐减小。用余弦定律合成加速度。用函数判断他的增减。

这个问题可以定性的分析。
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