有初速度竖直弹簧简谐运动
要证明这个过程是简谐运动,关键在于验证系统所受的合外力满足F=-kx。以小球为例,在下落阶段(尚未达到平衡位置),它受到的合外力可以表示为F=mg-kx。
而当小球处于平衡状态时,重力mg与弹性恢复力kx0达到平衡,即mg=kx0。
基于此,我们可以将之前的表达式改写为F=k(x-x0),进一步简化为F=-k(x0-x)。
当小球继续下降,越过平衡位置后,所受合外力变为F=kx-mg,这同样可以化简为F=-k(x0-x)。
同理,若小球在平衡位置以上上升,通过类似的推导也能得出F=-k(x0-x)的结论。
因此,无论是下降还是上升,系统的合外力都符合F=-kx的形式,证明了这个物理过程是简谐运动。
物理 简谐运动 关于弹簧振子竖直方向运动的时候 求高手
好的,试试这个版本:弹簧被质量为m的物体向下拉,因而储存了势能。
当系着质量为M的物体的绳子被剪断时,M会向上运动。
在这个过程中,弹簧的势能逐渐转化为M的重力势能。
一个关键的点在于,m物体引起的弹簧拉伸量,正好等于M在被弹簧拉力和自身重力平衡的位置上升的距离。
因此,在M达到最高点的那一刻,弹簧对其施加的力应该等于M的重力(Mg)减去m的重力(mg),即(Mg
mg)。
然而,题目给出的条件是,M在最高点时弹簧对其拉力正好是m的重力(mg)。
这就意味着(Mg
mg)等于mg,从而可以解出M = 2 m。
所以,这个解释是站得住脚的,可以这么理解。