25.【高中物理必修一】【牛二】彈簧運動類型

彈簧運動類型
總共分為三個階段
第一階段:小球從剛接觸彈簧到平衡狀態(tài)
在這一階段中,由F彈=k·?x可知彈力小于重力,所以合力方向向下。因為加速度方向和合力方向有關(guān),所以加速度方向也向下。而此時物體的運動方向是向下運動,即速度v的方向豎直向下,由av同向加速,異號減速可知,物體正在做加速運動。
第二階段:平衡狀態(tài)
在第一階段中,由于彈簧的彈性形變越來越大,所以小球所受的彈力也越來越大,由F合=G-F彈可知,重力不變,彈力增大,合力越小。在第二階段中,合力減小至零,即彈力和重力相等(原因是彈力不斷增大至重力大?。_@時小球處于平衡狀態(tài),加速度為零。該階段是物體運動狀態(tài)的一個臨界點。同時v達到了峰值,為什么呢?原因是過了平衡狀態(tài)的臨界點后,物體開始作減速運動直到靜止,所以此階段的速度是最大的。
第三階段:小球從平衡狀態(tài)到靜止狀態(tài)
在上文中講到,小球過了臨界點(即平衡狀態(tài))后開始作減速運動,這是為什么呢?此時我們要繼續(xù)作它的受力分析。我們知道,小球受到的彈力隨著彈性形變的增大而增大,過了臨界點后速度不會馬上降至0,所以小球依然在向下運動,向下運動就意味著彈性形變還在增大,所以小球所受的彈力還在繼續(xù)增大,并且大于重力G。由F合=G-F彈可知,此時合力變成了負數(shù),力是矢量,說明合力的方向不再是向下而是向上,那么物體的加速度也理應向上。而速度v始終是向下的,av異號,所以小球開始作減速運動。減速運動意味著v的大小減小,速度減小就意味著它有變成0的一天。所以,到第三階段的最后,v=0。我們還知道,物體的運動狀態(tài)只與速度有關(guān),既然速度為零,就說明小球已經(jīng)處于靜止狀態(tài)。
總結(jié)
說白了,小球的整個運動過程無非就是彈力不斷增大,導致加速度方向從向下到向上從而使小球從加速到減速的過程。
