袁讲经典29:临界+内力公式+弹簧振子的对称性
临界知识在“袁野:专题荟萃:临界要同前同后”中有详细阐述;内力公式的知识点见“袁野:内力公式”和“袁野:内力公式(2),补充一点应用”;弹簧振子对称性的知识点在“袁野:弹簧振子对称性运用解题”中有所提及。
首先,我们以物体A为研究对象,画出其最高点H、最低点L、平衡位置O以及弹簧原长处C。简谐振动弹簧振子的位移对称性表明,最高点与最低点关于平衡位置对称。设弹簧劲度系数为k,平衡位置满足F = 0,最高点物体B刚好不离地,即物体B与地面间无压力且加速度为0。由此可得外力F的大小。
解法1:利用位移对称性与弹簧振子的平衡条件,解得物体A的加速度和外力F的大小。
解法2:采用受力对称性,因为在最高点和最低点,物体A受到的合力大小相等,方向相反。根据物体B不离地的条件,求得外力F的具体数值。
解法3:通过加速度对称性进行求解,运用系统法的牛顿第二定律,计算A的加速度,进而求得外力F的大小。
此外,题目未直接应用内力公式,但为了完整解答,我们补充了一个题例。此题中,A、B共同向上运动一段后刚好不分离,意味着A和B之间无作用力,且运动状态相同。解题时,可尝试利用位移对称、受力对称或加速度对称性进行计算,这里不再详细阐述。
解答:在掌握对称性应用的基础上,合理运用临界知识和内力公式,可以求得外力F的具体数值。
本文旨在通过具体例题,深入探讨临界、内力公式与弹簧振子对称性的综合应用,鼓励读者自主思考与实践,提高解题能力。关注“袁野_物语”B站账号,获取更多相关知识与挑战题目,期待与读者下期再见。
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