质量为m的木块放在弹簧上，弹簧在竖直方向作简谐振动，当振幅为A时，物体对弹簧压力的最大值是物体重量的1.5倍，物体对弹簧的最小压力是______．欲使物体在振动

题文

质量为m的木块放在弹簧上，弹簧在竖直方向作简谐振动，当振幅为A时，物体对弹簧压力的最大值是物体重量的1.5倍，物体对弹簧的最小压力是______．欲使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

因为木块在竖直方向上做简谐运动，依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大，在最高点对弹簧的压力最小．
在最低点根据牛顿第二定律有F_N-mg=ma，代入数据解得a=0.5 g．
由最高点和最低点相对平衡位置对称，加速度大小等值反向，所以最高点的加速度大小为a′=0.5 g，在最高点根据牛顿第二定律有mg-F_N′=ma′，
故F_N′=mg-ma′=0.5 mg．
即木块对弹簧压力的最小值为0.5mg．
要使木块不脱离弹簧，设其振幅不能超过A′，此时木块振到最高点恰在弹簧原长处，此时的最大加速度为g，由a=-kmx知，当振幅为A时，在最低点有0.5 g=-kmA；
当振幅为A′时，在最高点有g=-kmA′，由此可得A′=2A．
故答案为：0.5mg，2A．

解析

km

考点

据考高分专家说，试题“质量为m的木块放在弹簧上，弹簧在竖直方向.....”主要考查你对 [简谐运动的回复力和能量 ]考点的理解。

简谐运动的回复力和能量

振动图像:
(1)图像:
(2)意义：反映质点的位移随时间变化的规律(不是质点的运动轨迹)
(3)特点：所有简谐运动的图线都是正弦或余弦曲线
(4)蕴含信息：
①振幅A、周期T以及各时刻质点的位置、某段时间内质点的位移。
②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。判断速度方向可以作曲线上某点的切线，若切线的斜率为正，则说明该时刻的速度方向为正方向。
③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况
能量：

（1）定义：做简谐运动的物体在振动中经过某一位置时所具有的势能和动能之和，称为简谐运动的能量
（2）特征：
①做简谐运动的物体能量的变化规律：只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。
②简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。
③在振动的一个周期内，动能和势能完成两次周期性变化，经过平衡位置时动能最大，势能最小；经过最大位移处时，势能最大，动能最小

简谐运动的位移、回复力、加速度、速度、势能、动能比较：