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一个小球零速度放在一弹簧上向下竖直做加速度减小的加速运动当小球运动到最低点问小球所受的加速度是不是为g,不考虑空气阻力

时间2024-08-17 09:36:03 提问来自 安徽省安庆市 的网友 分类创作 浏览239
要分析小球在弹簧上的运动,我们需要考虑弹簧力和小球的重力。 设小球的质量为$m$,弹簧的劲度系数为$k$,小球从静止开始向下压缩弹簧,其位移为$x$(向下为正方向),则弹簧力$F_{\text{spring}} = -kx$(胡克定律,负号表示弹簧力与位移方向相反)。 小球受到的合力$F_{\text{net}} = F_{\text{gravity}} + F_{\text{spring}} = mg - kx$。 根据牛顿第二定律,小球的加速度$a$由合力决定: $$ a = \frac{F_{\text{net}}}{m} = g - \frac{k}{m}x $$ 当小球运动到最低点时,它的速度为零,此时加速度也为零(因为速度的变化率为零)。因此,我们可以得出: $$ 0 = g - \frac{k}{m}x_{\text{min}} $$ 解得: $$ x_{\text{min}} = \frac{mg}{k} $$ 将$x_{\text{min}}$代入加速度公式中,得到小球在最低点的加速度: $$ a_{\text{min}} = g - \frac{k}{m}\left(\frac{mg}{k}\right) = g - g = 0 $$ 所以,当小球运动到最低点时,其所受的加速度不是$g$,而是$0$。 小球所受的加速度不是为$g$,而是$0$。

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