一个关于弹簧的物理问题,高手进!

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-17
一道高中物理有关弹簧的题目。高手请进。

设A质量为m,B质量为M,弹簧对A弹力为F,A、B间压力为N。
对A:N+mg-F=ma
对B:Mg-N=Ma
放下瞬间,F=20N
解得N=12N

在剪断悬绳之前A物体的受力分析:
受到地球的引力为mg ,受到弹簧的拉力为mg 2个力的矢量方向均为垂直向下。
因为物体B虽然恰好接触桌面但是无压力。

剪断的瞬间:
物体B虽然接触桌面,但弹簧变形是需要过程的,根据弹性胡克定律,这瞬时弹簧对A和B的拉力依然还是mg。
所以在剪断悬绳的瞬时 A物体受力依然为2mg 所以加速度就是2g

如果A和B之间是悬绳而非弹簧那么加速度就g 。

不知道你看懂没有,意思就是说因为A和B之间是弹簧,这个受力是遵从胡克定律的,在剪断悬绳瞬间弹簧的受力状况和剪断之前是一致的。

楼主挺能思考问题的,但是很明显,他的物理概念比较模糊

首先,单纯从题目来看,弹簧的受力是结果而不是原因,只要轻质弹簧的一端受力是F,另一端也就受F的相反的力。所以四个题目的结果都是一样的。

然后,看楼主自己的第一题,
假设一个有一个物体被固定在水平面上,并用一弹簧挂住物体,以F(N)的力水平拉物体,弹簧会无限长?否,弹簧在伸长了F/K之后平衡。物体与弹簧保持静止状态
第二题:
假设一个有一个物体放在很粗糙的水平面上,并用一弹簧挂住物体,以F(N)的力水平拉物体,弹簧会很长?如果静摩擦力很大,则相当于物体被固定,同第一题。
第三题:
然后有一个物体放在比较粗糙的水平面上,并用一弹簧挂住物体,以F(N)的力水平拉物体,弹簧会比较长?如果摩擦力f比F小,则物体受到F-f的力,向右作匀加速运动。弹簧也一样向右作匀加速运动。弹簧只起到了传递力的作用,至于这力是用来抵消摩擦力,还是用来作加速运动的,与它的受力大小无关。
第四题:
最后有一个物体放在光滑的水平面上,并用一弹簧挂住物体,以F(N)的力水平拉物体,弹簧就不会变长了啊 。弹簧还是会变长,不然F就为0。你其实是假想用很慢的速度来拉弹簧,但是当你的动作很慢的时候,几乎是不用力的,也就是F几乎为0,而当用F的力来拉弹簧的话,弹簧与物体一起以a=M/F的加速度来向右作匀加速运动,所有的经过弹簧的力都被用来作为物体的加速之用了,要注意的是,在这个过程中,物体是不断加速的,只要停止加速,力F就为0,而不管物体的即时速度是多少。

综上所述,轻质弹簧只要一端受力为F,那它的伸长量就是F/K,而不管它的运动状态是什么(在经典物理范畴内)

F=kx(伸长量)为决定式,换句话说就是x(伸长)=F/k
,就是说弹簧的伸长量只与这两个因素有关.无论它处于什么样的条件下,都由这两个因素决定,别的一律不用管

假设一个有一个物体被固定在水平面上,并用一弹簧挂住物体,以F(N)的力水平拉物体,弹簧会无限长

无限长吗?自己想想,伸长量是F/K,无限长,除非F无限大

不论粗糙还是光滑的平面,弹簧两端都受到大小为F的拉力
如果有一端不是F,那么由于弹簧无质量,它会有无限大的加速度,显然这是不可能的。你能想象,随便多小的力一拉,那弹簧就成钢丝了?

根据牛顿定律,在不守外力的情况下保持静止或匀速直线运动
所以1、2情况属于静止状态,所以x1、x2相等等于f/k(k为弹性系数)
情况3,由于始终有个外力作用于弹簧,而且认为没有摩擦力作用,所以可以知道弹簧和物体是一种匀加速直线运动,而且弹簧和物体的运动状态相同,可以考虑两个物体属于一个运动体系,所以弹簧弹力为0,x3=0
情况4,可以考虑为情况3的延伸,也就可以知道如果F大于摩擦力f
x4=(F-f)/k,所以x4大于等于x3,小于等于x1、x2

伸长量相等阿!因为受力相等,劲度系数也相等。伸长量也相等。

弹簧是轻弹簧,受力时加速度无限大,所以不会和接触面有关系啊!

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