高中物理的问题?

为什么施加的压力的最小值是压缩到最低点时受到的合力?

1、F撤去之前,m1处于平衡状态,此时m1共受到三个力的作用,分别是:F、m1g,弹簧的弹力F弹,而F撤去的瞬间,m1g和弹簧弹力F弹没有发生变化,因此,撤去F的瞬间物体m1的合力大小等于F,方向与F方向相反。
2、撤去F后,m1将在竖直方向上做简谐振动,根据简谐振动的对成性,在最高点的恢复力(也就是合力)与最低点的回复力(也就是合力)大小相等,方向相反。
3、结合1、2可知,F等于撤去F后m1在最高点的合力。
4、撤去F后,m1在最高点共受到两个里的作用,竖直向下的重力m1g,弹簧的弹力F弹(方向向下),所以此时m1的合力=m1g+F弹,又因此时m2恰好离开地面,所以:F弹=m2g,于是:m1在最高点的合力=m1g+m2g。
5、结合3、4可知,F=m1g+m2g。追问

一木块以初速度v滑向一木板,到它们共速时,为什么木块不减速下去而是与木板共速下去?

追答

你要给出一个具体的物理场景,不然已知条件不清楚是无法回答的,如果你描述的物理场景是:光滑水平面上的一个木块A,另一个木块B以初速度v向右在木块A上滑动。那么对你的问题的解答是:1、达到共同速度后,如果B继续减速,则B受到A的摩擦力方向继续向左,而A受到的摩擦力方向继续向右而加速。2、但是此时B的速度小于A的速度,B相对于A向左运动,B受到的摩擦力应该与B相对于A的运动方向相反,所以B受到的摩擦力应该向右,
显然,1、2中的摩擦力方向是矛盾的,所以是不可能的。

追问

为什么说木块相对木板向左运动,但相对地面是向右的。到了共速之时它们就一直共速下去吗?如果地面光滑,则它们一起作匀速运动就木块对木板无摩擦了,为什么地面粗糙就一起作减速运动又有了摩擦?

追答

关于第一个问题,你可以想一想生活中的例子来帮助自己理解,比如两个同学并肩跑步,加入A同学的速度比B同学的速度小,那么A同学相对于B同学就是向后运动的,但A同学相对于地面还是向前运动的。关于第二个问题,如果地面光滑(当然这是一种理想化的情形),两个木块共速后就会一直匀速运动下去,理由就是牛顿第二定律,在水平方向上没有其他外力。如果地面有摩擦力分析的思路是一样的,核心是牛顿第二定律以及滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。

追问

到它们共速时,为什么地面是光滑的时候它们共速后木板与木块无摩擦?地面粗糙时就有静摩擦力?

追答

地面光滑的时候木板和木块之间没有摩擦力的问题已经回答你了,如果地面粗糙,则需要先比较地面对木板的最大静摩擦力f1与木块与木板之间的滑动摩擦力f2之间的大小,若f1>f2,则木块在木板上滑动的过程中,木板将保持不动;若f1<f2,则在木块和木板共速后一起减速到0。由于在减速过程中,木块仍然有加速度,故在水平方向必然受到力,此力就是木板对木块的静摩擦力。

追问

为什么运动曲线是这样的,为什么车向北运动,小球会因为惯性向南相对运动?车向北运动,球要保持匀速运动才是这样的曲线,什么意思?

追答

以车为参照系,小球有向南加速度,同时有向前加速,而以地面为参照系,小车并未加速,因此,车的加速度先后,同时有向北的加速度。注:小球相对于地面的加速度=小球相对于车的加速度与车相对于地面的加速度的矢量和。用公式表示为:a球对地=a球对车+a车对地(此式为矢量式,要考虑方向,用平行四边形法则)

追问

为什么向右运动到一定的加速度,小球会飘起来,向左运动到一定加速度,小球沿斜面上滑,斜面光滑。

追答

这个问题可以用生活中的经验来判断,这里不讨论,若要用严格物理规律来分析,则要用到牛顿定律,小球的受力图如下图所示,并沿斜面方向和垂直于斜面上方向建立直角坐标系,且将加速度分解到坐标轴上,如下图:

列出牛顿方程为:

x:T-mgsinθ=macosθ

y:mgcosθ-N=masinθ

可以得到:T=mgsinθ+macosθ-----1

N=mgcosθ-masinθ-----2

利用2式,因N的方向只能垂直于斜面向上,不可能取负,即有N>=0,所以有:N=mgcosθ-masinθ>=0,因此,a<=gtanθ,反之,若a>gtanθ,N必然为0,即小球已离开斜面。

同理,利用1式,当加速度方向向左时,上述1式中的a变为-a,此时有:T=mgsinθ-macosθ,绳子拉力也是单方向的,不可能向相反方向施加力的作用,故有:T>=0,即有:

T=mgsinθ-macosθ>=0,即有:a<=gtanθ,若a>gtanθ,绳子拉力已经松弛,不在施加力,也就是小球相对于斜面向上运动了。

追问

什么是合力不足以提供加速度所以上滑?用物理原理解释一下为什么a>gtanθ时会向上滑?

追答

这里的加速度a是小车运动的加速度,如果小球受到的力不能使小球的加速度达到小车的加速度大小,意味着小球不能和小车保持相对静止(因为两者的加速度不同),所以小球相对于斜面向上运动。
另外你有问题就问,我空了的时候会回答你的。

追问

那为什么小球会脱离斜面呢,如果a>g/tanθ,用物理知识解释?

这题AB相遇时,是不是B向对C向后滑动的速度大于A相对C向后滑动的速度,所以相遇,还是A相对C向前滑动追上了B?

追答

第一个问题,这里的加速度a是小车的加速度,小球在斜面上时,其受到的力所能产生的加速度最大值为gtanθ,所以当小车的加速度a>gtanθ时,在斜面上的小球所受到的力产生的加速度一定小于小车的加速度,两者将发生相对运动,小球将离开斜面。
第二个问题,原来ABC相对降至一起向右做匀速运动,当F力作用在C上时,C向右加速,故在ABC共速之前,AB都i相对于C向左运动,所以AB之所以相遇是由于“B向对C向后滑动的速度大于A相对C向后滑动的速度”。

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第1个回答  2023-03-27
不太理解你的意思。对于这个力,主要在于找平衡。给m1施加力,m1会向下压缩弹簧,只有当弹簧不动的时候,这个系统处于力平衡状态,就是说,这个时候,整个系统受到的合力是为0的,这个是找平衡。此时 G1 + F = F1 ;其中:G1是 m1 的重力,F 是施加给 m1 的压力,F1 是弹簧收到的压力,也是它对 m2 和 m1 的弹力追问

为什么回复力大小就是压力的最小值?

追答

首先,如同图里所说,简谐运动有对称性。
在m1被施加外力 F 的时候,弹簧受到的压力为 F + m1g ;当 F 撤走,m1 受到的力为:重力(向下)和弹簧(向上)的力。弹簧的力为 F + m1g,所以,m1 此时受到合力为 F ;
当m1在最高点处,假设,此时弹簧对m1的拉力为 f , 那么m1 受到的合力为 f + m1g ,因为对称,m1 此时受力等于 F,所以 f + m1g = F ; 又因为此时 m2 刚好被拉起,所以,弹簧的力 f = m2g , 所以 F = f + m1g = m1g + m2g。

追问

一木块以初速度v滑向一木板,到它们共速时,为什么木块不减速下去而是与木板共速下去?

追答

问问题,条件要说清楚。

    木块能够带动木板运动,说明,木块与木板的摩擦力f1 比 木板与地面的摩擦力f2大(为计算简便,一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。

    当他们共速的时候,地面对木板有摩擦力,木板对木块又有摩擦力,木板减速根据公式 F = ma,加速度 a1 为 -f2 / (m1 + m2)  【木块质量为m1,木板为m2】,

    这个时候,因为木块与木板共速,所以,木块与木板加速度相同,这个时候,木板与木块之间的静摩擦力 f3 = a1 (m1)= m1 · f2 / (m1 + m2);因为 f1 > f2, 这里的 f3 等于 f2 乘以一个小于一的分数,所以 f3 < f2 < f1; 所以,木块与木板之间只有静摩擦力,所以,他们将保持共速

    特别情况,当木板与地面之间没有摩擦力的情况,木块与木板将保持匀速运动

追问

为什么地面光滑,共速后木板与木块之间无摩擦力,粗糙时有静摩擦力?

追答

因为地面光滑时,这两个物体不受外界力的作用(除了重力,被抵消,合力为0),根据牛顿第一运动定理,他们将保持匀速直线运行,也就是说,两个物体运动方向速度都相同,是相对静止的,所以他们之间摩擦力为0。

追问

我想问的是为什么t=0.9s时,B点没有振动?

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