如圖所示,質(zhì)量為m的木塊放在彈簧上,與彈簧一起在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)振幅為A時(shí),物體對(duì)彈簧的最大壓力是物體重力的1.5倍,則物體對(duì)彈簧的最小壓力是多大?要使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,振幅不能超過(guò)多大?

答案:
解析:

  答案:0.5 mg 2 A

  解析:木塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),對(duì)彈簧壓力最大,此時(shí)加速度a1方向向上,由牛頓第二定律得,

  FN1-mg=ma1 、

  當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),對(duì)彈簧壓力FN2最小,此時(shí)加速度大小a2=a1.由牛頓第二定律得:

  mg-FN2=ma2 、

  聯(lián)立①②解得:

  FN2=2mg-FN1=2mg-1.5 mg=0.5 mg

  要使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,必須使振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),加速度a恰好為g,此時(shí)壓力Fn=0,此木塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),所受合外力充當(dāng)回復(fù)力,設(shè)木塊恰好不離開(kāi)彈簧時(shí)振幅為,則

  =mg=k

  而F=m·g=kA

  得=2A.


練習(xí)冊(cè)系列答案
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3
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