Question

物理 胡克定律Ⅰ

自由下落的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，（小球竖直落下，在竖直放置的弹簧的正上方）。

1）判断小球的速度及所受的合外力的变化情况？
2）从弹簧压缩量最大到弹簧将小球弹出后又恢复原状，分析出小球和弹簧所受力的情况，判断小球加速度、速度、所受合外力的变化情况。

着重分析下力的示意图。小球弹出时，为什么仍受到弹簧力的作用（压弹簧时的反过程）？为什么不是弹簧先给了小球一个很大的力，使其产生一个很大的加速度，大于“弹簧自行恢复形状的速度”？

弹簧是如何自行恢复其形状的？不同性质（或其他……不同）的弹簧会有所不同吗？详细说明。

Answer 1

由F=kx可知当弹簧的压缩量x=f/k=mg/k时小球的所受的合力为0，当x>mg/k时 小球所受合力竖直向上 当x<mg/k 时 小球所受合力为mg-F 竖直向下
所以当弹簧的型变量x=mg/k时 小球速度最大

Answer 2

小球在接触弹簧前做自由落体运动 即只受重力（无空气摩擦的情况下）
与弹簧接触后 还会受到弹簧对小球向上的弹力 接触后 小球向下运动压缩弹簧 压缩过程分为两部分 先是小球做加速运动 此部分弹簧向上的弹力（f=kΔx）小于小球向下的重力 即加速度方向竖直向下 但因为弹力f与弹簧压缩量Δx成正比 而重力大小一定 所以加速度随小球向下压缩弹簧而逐渐减小 小球向下做加速度逐渐减小的加速运动 当小球的加速度减为零时 小球获得最大速度 这是弹簧向上的弹力等于小球向下的重力 即小球处于平衡状态 然后 小球继续向下运动 继续压缩弹簧 但弹簧弹力已大于小球重力 且弹力逐渐增大 即加速度向上且逐渐增大 小球做向下的减速度渐大的减速运动 当小球速度减为零时 弹簧的压缩量最大 小球所受的合力和小球的加速度均竖直向上 然后小球在其合力作用下 向上运动 受力和加速度变化情况和弹簧被压缩时一样 如果系统无能量损失的话 速度也和之前的变化相同 即小球向上和向下的运动是对称的 除了运动方向相反以外 各个位置的受力 速度大小和加速度大小都相同
弹簧问题大多都要用到胡克定律 即在弹性限度内 物体的形变跟引起形变的外力成正比 小球向上被弹回时 弹簧依然有形变 小球依然和其有接触 自然要受弹簧向上的弹力 随形变越来越小 弹力越来越小 直到弹簧回复原长为止 弹簧对小球的弹力才为零 弹簧弹力在此过程中是持续的啊 咋会是一下子的事呢
在弹簧的弹性限度内 弹簧总会保持原有的形态的 这是所有物体的共有性质啊
我也不咋太明白楼主最后要问啥 是不是问这些 楼上几位答的都蛮好的 楼主不会再问吧 望楼主好运啊

Answer 3

同意楼上的
不过补充下
这样一个实验你就知道了！~~
用力拉小车的时候
刚开始是要很用力的
到把车拉走的时候
就会随着力量的增大而速度增大
弹簧在刚开始的时候也需要克服本身的阻力

Answer 4

n年不用
弹簧变细了

Answer 5

可能是内部摩擦造成的
中学用的弹簧秤太粗糙了
多挂几个砝码才能忽略摩擦造成的影响