弹簧振子k明明是本身特性,为什么书上说其截去一半后k会改变?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-07
一轻弹簧与小球组成的弹簧振子,其圆频率为w,弹簧的劲度系数为k,若将弹簧的长度截去一半,其他条件不变,则

弹簧截去一半后剩余部分的劲度系数变为原来的2倍。弹簧振子的角频率公式:
ω=√(k/m)
所以在振子质量不变的条件下,弹簧的劲度系数变为原来的2倍后,振子的固有频率变为原来的√2倍。

第1题:原弹簧可以看作两个“半弹簧”串接,设劲度系数为k1=k2,当原弹簧受力变形时,每个“半弹簧”变形量为x,则整个弹簧变形为2x。则有

F=K*(2x)=k1*x=k2*x,k1=k2=2K

每个弹簧劲度系数都是2K。注意这样串联的两个“半弹簧”受力大小是一致的。推广而言我们可以求更一般的情况——弹簧不是对半开,而是一定的比例,变形量比例与原长比例一致。

在弹性限度内,k的数值与弹簧的材料,弹簧丝的粗细,弹簧圈的直径,单位长度的匝数及弹簧的原长有关.在其他条件一定时弹簧越长,单位长度的匝数越多,k值越小.k还与温度有关,其他条件一定时,温度越低k越大.

所以弹簧长度减小以后,k值是会变大的。这些是由实验证明过的。

弹簧截去一半后剩余部分的劲度系数变为原来的2倍。弹簧振子的角频率公式:
ω=√(k/m)
所以在振子质量不变的条件下,弹簧的劲度系数变为原来的2倍后,振子的固有频率变为原来的√2倍。

弹簧振子的周期公式为:T=2π√(m/k)
其中的k就是弹簧的劲度系数,截成一半后,k变成了原来的2倍了。

  • 弹簧振子k明明是本身特性,为什么书上说其截去一半后k会改变?
    答:在弹性限度内,k的数值与弹簧的材料,弹簧丝的粗细,弹簧圈的直径,单位长度的匝数及弹簧的原长有关.在其他条件一定时弹簧越长,单位长度的匝数越多,k值越小.k还与温度有关,其他条件一定时,温度越低k越大.所以弹簧长度减小以后,k值是会变大的。这些是由实验证明过的。
  • 关于物理的弹簧振子
    答:k是弹簧的劲度系数,与弹簧的材料,长度,弹簧丝的粗细有关。在弹簧振子上再放一物体,此时k没有改变。k没有改变,则关系式F=-kx不变。F与x有关(F=-kx)a与F及m有关(a=F/m)因此要看x如何变?才能确定。
  • 弹簧振子的周期和弹簧本身有关吗?
    答:其中k表示弹簧的劲度系数,m表示弹簧振子(小球)的质量。弹簧振子是一个不考虑摩擦阻力,不考虑弹簧的质量,不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。用来研究简谐振动的规律。在研究弹簧振子的周期问题时,弹簧的质量是忽略不计的,因此弹簧振子的周期与弹簧本身质量没有关系。
  • 弹簧振子的周期与弹簧本身质量有关吗
    答:其中k表示弹簧的劲度系数,m表示弹簧振子(小球)的质量。小球的质量越大,弹簧劲度系数越小,则小球的周期越大。同一个弹簧振子改变振幅A时,周期不变。在相等的时间间隔内,从平衡位置向右距离越来越短,速度逐渐减小;从最右边向左到达平衡位置的过程中,速度逐渐增大,越过平衡位置继续向左,速度又减...
  • 弹簧的自身重量对振动的周期有什么影响?
    答:其中k为劲度系数;M为振子质量。实际情况下,弹簧自重会对振动产生影响,自重越大,影响越大。处理方法为将弹簧自重折算成有效质量对周期公式进行修正。周期计算公式变为:T = 2π√[(M+Cm)/k],即 其中k为劲度系数;M为振子质量;m为弹簧自身质量;C为待定系数;Cm即弹簧有效质量。C值由实验测算...
  • 为什么说弹簧振子是一个理想模型?
    答:弹簧振子的周期公式为 其中k表示弹簧的劲度系数,m表示弹簧振子(小球)的质量。用拉格朗日方法推导弹簧振子运动方程的过程:1、先写出拉格朗日函数;2、把拉格朗日函数代入拉格朗日方程;3、即得 4、从三角函数的知识可知 这个过程是由分析力学的方法求解运动方程得出的。
  • 能帮我解释下这个物理题吗?关于弹簧振子的,谢谢
    答:振子本身受重力作用,平衡位置即其重力与弹力平衡状态,即弹簧伸长了X0(自由长度指不是任何外力下的弹簧原长),且重力=弹力,即kx0=mg.得x0=mg/k。你要的就是1的解析吧。
  • 弹簧振子为什么机械能守恒?
    答:弹簧振子分两种,一种是水平放置的,就是我们课本上出现的,这种情况中,振子在运动过程中只有弹力做功,机械能守恒。关于机械能守恒,课本上是说在只有重力做功时,机械能守恒,实际上应该是:在只有重力或弹力(指弹簧)做功时,物体的机械能守恒(此时物体的机械能包括动能+重力势能+弹性势能);另一种...
  • 为什么弹簧振子的振动都是简谐运动?
    答:因为简谐运动的特点是物体所受的力与距平衡位置的位移成正比,且总是指向平衡位置,而由胡克定律,在水平方向上弹簧的弹力F=kx,也是与位移成正比,因此为简谐运动;而在竖直方向上,平衡位置为F=kx0=mg,而回复力F‘=k(x-x0)=kx-mg,也即回复力F’也与位移(x-x0)成正比,所以也属于简谐运动...
  • 弹簧振子周期公式推导
    答:1、需要知道弹簧振子的基本模型。弹簧振子是由一个质点和一个弹簧组成的系统,质点在重力作用下做简谐振动。质点的质量为m,弹簧的劲度系数为k,质点离开平衡位置的位移为x。根据牛顿第二定律,我们可以写出质点的运动方程:F=ma=-kx。2、F表示质点所受的合力,m表示质点的质量,a表示质点的加速度,k...