Question

一道高中弹簧问题

一轻质弹簧固定在水平地面上，一小球从弹簧正上方落到弹簧上，并把弹簧压缩到最低点

此时物体加速度为什么最大，加速度为什么大于g？

请详细回答，谢谢

Answer 1

因为弹簧压缩层度最大哈
若落在弹簧上速度不为零时最大加速度大小应该大于于g但方向向上
若等于零时最大加速度则为g
想象一个弹簧振子在形变最大的时候受弹力最大
再而这个竖立的弹簧振子若能完成一个周期的运动，
在最大振幅处所拥有的加速度是最大的
若小球与弹簧接触的位置为最大振幅处
说明小球初速为0直接落在弹簧上做简谐运动
则小球在最上点的加速度为g 亦为小球在最下点的加速度大小
但若小球在与弹簧接触的位置不为静止
则说明在小球减速时到了相同的速度加速度相等 但速度还未减到0
则小球会继续减速 而小球收到的弹力也会增大
故小球的加速度大于g且方向向上哈

其实蛮好理解的
你就想象下弹簧阵子简谐运动是对称的
而在弹力F=mg时才是弹簧阵子的平衡位置
再推下一个周期就出来啦

追问

请问简谐运动这部分在高中物理何处涉及到？

追答

专门有一章讲的是简谐运动和机械波的哈 人教版选修3-4有

Answer 2

小球从接触弹簧开始到压缩至最低点的过程做简谐运动
设刚接触弹簧时小球速度为v，小球此时距离平衡点（受力为零时，弹簧弹力=重力时）上方距离x，所受合力就是重力
小球运动到平衡点下方x距离时， 由简谐运动对称性知，小球的速度依然是v且方向向下，所受合力大小等于重力但方向向上，这时小球继续向下运动，它受的合力会超过重力且越来越大。直到速度为零不再压缩弹簧时，合力达到最大。

追问

请问简谐运动这部分在高中物理何处涉及到？