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弹力的大小、胡克定律
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如图所示,质量为m的物体放在弹簧上,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的1.5倍.(1)则物体对弹簧的最小弹力是多大?(2)要使物
网友投稿 2022-10-16 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,质量为m的物体放在弹簧上,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的1.5倍.
(1)则物体对弹簧的最小弹力是多大?
(2)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过多大?
◎ 答案
(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:
F
max
-mg=ma,因为F
max
=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-F
min
=ma,由运动的对称性知,最高点与最低点的加速度大小相等,即
a=0.5g,代入求得F
min
=
1
2
mg.
(2)在最高点或最低点:kA=ma=
1
2
mg
,所以弹簧的劲度系数k=
mg
2A
.
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,回复力为重力,所以:mg=KA′,则振幅A′=
mg
k
=2A.
答:(1)物体对弹簧的最小弹力是
1
2
mg;
(2)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过2A.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,质量为m的物体放在弹簧上,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的1.5倍.(1)则物体对弹簧的最小弹力是多大?(2)要使物…”主要考查了你对 【弹力的大小、胡克定律】,【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/279399.html
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