如图所示,质量为M的木框内静止在地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于木框,一质量为m的小球放在该弹簧上,让小球在同一条竖直线上作简谐运动,在此过程中木框始终没有-物理

题目简介

如图所示,质量为M的木框内静止在地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于木框,一质量为m的小球放在该弹簧上,让小球在同一条竖直线上作简谐运动,在此过程中木框始终没有-物理

题目详情

如图所示,质量为M的木框内静止在地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于木框,一质量为m的小球放在该弹簧上,让小球在同一条竖直线上作简谐运动,在此过程中木框始终没有离开地面.若使小球始终不脱离弹簧,则:
(1)小球的最大振幅A是多大?
(2)在这个振幅下木框对地面的最大压力是多少?
(3)在这个振幅下弹簧的最大弹性势能是多大?360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)小球在同一条竖直线上作简谐运动,在此过程中木框始终没有离开地面,且小球始终不脱离弹簧,所以最大振幅应满足:kA=mg,
  解之得:A=class="stub"mg
k

(2)小球在最低点时弹力最大,对其受力分析,
所以有:Fm-mg=mg,
    即Fm=2mg,
则木框对地面的最大压力为F=Mg+2mg
(3)这个振幅下弹簧的最大弹性势能,即为弹簧压缩最短时,小球在运动过程中机械能守恒,
由机械能守恒定律可得:
EP=2mgA=
2(mg)2
k

答:(1)小球的最大振幅A是class="stub"mg
k

(2)在这个振幅下木框对地面的最大压力是Mg+2mg;
(3)在这个振幅下弹簧的最大弹性势能是
2m2g2
k

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