一个关于弹簧势能的物理题目一个弹簧 两端分别连着两个铁块 质量为 m1 m2把弹簧竖放在地上 m2那端接触地面现在用大小为F的力 向下按m1 然后突然松手弹簧弹起 当m1上升到最高位置时 m2对地

一个关于弹簧势能的物理题目一个弹簧 两端分别连着两个铁块 质量为 m1 m2把弹簧竖放在地上 m2那端接触地面现在用大小为F的力 向下按m1 然后突然松手弹簧弹起 当m1上升到最高位置时 m2对地
一个关于弹簧势能的物理题目
一个弹簧 两端分别连着两个铁块 质量为 m1 m2
把弹簧竖放在地上 m2那端接触地面
现在用大小为F的力 向下按m1 然后突然松手
弹簧弹起 当m1上升到最高位置时 m2对地面的压力恰好为零
问:力F的大小
我知道答案是m1g+m2g 但是我想知道过程喔

一个关于弹簧势能的物理题目一个弹簧 两端分别连着两个铁块 质量为 m1 m2把弹簧竖放在地上 m2那端接触地面现在用大小为F的力 向下按m1 然后突然松手弹簧弹起 当m1上升到最高位置时 m2对地
两种方法：
方法一利用简谐运动的对称性.（偷懒的方法,需要大量的文字陈述）
状态1为最低点 状态2为最高点
显然平衡点的时候弹簧对m1有一个m1g的向上的力.（向上为正方向）在最低点的时候弹簧对m1的向上的力为F+m1g
根据简谐运动的对称性,那么在最高点的时候弹簧对m1的力为m1g-F.
而此时弹簧对m2的作用力应该和对m1的大小相等,方向相反.
所以有-（m1g-F）=m2g 于是有F=m1g+m2g
方法二用能量守恒（这种解法比较正规,但是相对也比较麻烦,所以以上各位回答者还没有用过的.）
设作用力大小为F,弹性系数为r.
最低点时,弹簧的总形变为L变1=（m1g+F）/r （L以缩短为正方向）此时弹簧蕴含弹性势能U1=L变1*（m1g+F）/2 （弹簧弹性势能公式） （此时为m1重力势能零点）
如果m1在最高处时m2对地面的压力为0,则弹簧此时必然是拉伸的状态,且有L变2=-m2g/r 此时弹簧所蕴含的能量为 U2=-L变2*m2g/2
这两种状态动能都为0则弹性势能之差就应该是m1重力势能之差 于是有U1-U2=（L变1-L变2）M1g
展开有F^2=(M1g)^2+2(M1gM2g)+(M2g)^2
所以F=M1g+M2g
这种方法最严格,也最规整.但是不容易思考和计算.

F=m1g+m2g

条件足够了恩
根据弹簧振动的对称性来的，到最高点时弹簧张力为F=m1g+m2g，所以最低点弹力也一样是F=m1g+m2g，所以开始时人手额外加的力就是m1g+m2g

提示：用能量守恒，设弹簧的弹性系数为x，列个两个临界时间的势能的守恒公式。相信你能做出来。还是不会的话给我发邮件weicallbell@163.com

设弹簧劲度系数为k，当m1与m2处于静止时，弹簧的压缩量为X=m1g/k,当用F牛的力压弹簧时，振幅为A=F/K，又因为m1运动到最高点时，弹簧伸长量为Y=A-X=F/k-m1/k=(F-m1g)/k,此时弹簧对m2有拉力，而m2对地面压力为0，所以m2g=Y×k=(F-m1g)/k×k，化简为m2g=F-m1g,得F=m1g+m2g

我的解答如下:
当m1上升到最高位置时对m2做受力分析,m2g=F弹1.所以m1所受回复力(合力)为m1g+F弹1=m1g+m2g=F回
根据简谐运动特性,m1在以静止时的位置为平衡位置做简谐运动.所以m1在最高位置和最低位置所受合力(回复力)相同.在最低位置时对m1时做受力分析可知:F弹2-m1g=F回(选上为正),F弹2=F回+m1g=2m1g+m2g.再在施加F时做受力分析,...

全部展开

我的解答如下:
当m1上升到最高位置时对m2做受力分析,m2g=F弹1.所以m1所受回复力(合力)为m1g+F弹1=m1g+m2g=F回
根据简谐运动特性,m1在以静止时的位置为平衡位置做简谐运动.所以m1在最高位置和最低位置所受合力(回复力)相同.在最低位置时对m1时做受力分析可知:F弹2-m1g=F回(选上为正),F弹2=F回+m1g=2m1g+m2g.再在施加F时做受力分析,因为受力平衡得方程:F+m1g=F弹2,解得F=F弹2-m1g=m1g+m2g.
能量守恒应该也能解出来,但没必要用这么高级的方法,简谐运动具有对称性,没有涉及求功能关系时一般用不到.

收起

我们知道M1在最高处时M2的合力为零，所以弹力应该等于M2的重量，也就是m2g，这时分析一下M1的受力情况，合力为
F1 = M1的重力 + 最高点的弹力 = m1g + m2g （向下）
平衡位置，合力为零，所以, 弹力 = M1的重力 = m1g
最低位置，合力应该为
F2 = M1的重力 - 最低点的弹力 = m1g - 最低点的弹力
由于M1的加速...

全部展开

我们知道M1在最高处时M2的合力为零，所以弹力应该等于M2的重量，也就是m2g，这时分析一下M1的受力情况，合力为
F1 = M1的重力 + 最高点的弹力 = m1g + m2g （向下）
平衡位置，合力为零，所以, 弹力 = M1的重力 = m1g
最低位置，合力应该为
F2 = M1的重力 - 最低点的弹力 = m1g - 最低点的弹力
由于M1的加速度应该和最高点值相同，方向相反，因此合力为
F2 = -F1 = -(m1g + m2g) （向上）
所以最初在最低点为了保持静止应有
F = -F2 = m1g + m2g （向下）

收起

以上几位答案很详细，相比之下，我的就有些简陋了，呵呵：
可以把M1看作弹簧振子
最低点回复力为F
最高点回复力为m1g+m2g
SO......

您考虑一下当物体m2不受支持力的时候，整体的受力情况会发现：
弹簧的弹力抵消了，2个物体的重力，弹簧拉M2,像上推M1，于是整个系统不再压着桌子了，那么弹簧的弹力F就=M1g+M2g
因为弹簧的性质我们知道，初始力是多少，弹簧的最大弹力就是多少，于是F=M1g+M2g
谢谢笑纳...

全部展开

您考虑一下当物体m2不受支持力的时候，整体的受力情况会发现：
弹簧的弹力抵消了，2个物体的重力，弹簧拉M2,像上推M1，于是整个系统不再压着桌子了，那么弹簧的弹力F就=M1g+M2g
因为弹簧的性质我们知道，初始力是多少，弹簧的最大弹力就是多少，于是F=M1g+M2g
谢谢笑纳

收起

给你一个最简单的思考方法。
因为力的作用改变了该系统原始的状态，那么理想状态下力的作用是不会变的。对吧？那么作用后某一刻，M2对桌面压力为0，很显然了。
F=m1g+m2g。

可以把它看成一个振动模型来处理!!

由对称性，并将两个物体看作一个系统，则，最低处和最高处的合外力等值反向
可得
f=m1+m2

那么复杂干什
当只有M1弹起的时候
因为能量守恒
所以当M1弹起的时候=F压
又 M2对桌面压力为0
所以M2被M1牵引向上离开桌面
故F压=（M1+M2）g

当m1上升到最高位置时 m2对地面的压力恰好为零,说明弹力为m2g,这时m1的加速度a=(m1g+m2g)/m1(向下）；根据振动特点，m1在最低位置时的加速度也是a,但方向向上，所以弹力F'=m1a+m1g=2m1g+m2g
用大小为F的力向下按m1时 ,m1受力平衡，所以 F+m1g=F'：
即 F=m1g+m2g...

全部展开

当m1上升到最高位置时 m2对地面的压力恰好为零,说明弹力为m2g,这时m1的加速度a=(m1g+m2g)/m1(向下）；根据振动特点，m1在最低位置时的加速度也是a,但方向向上，所以弹力F'=m1a+m1g=2m1g+m2g
用大小为F的力向下按m1时 ,m1受力平衡，所以 F+m1g=F'：
即 F=m1g+m2g

收起