豎直彈簧上放一物體,物體質量為M,彈簧壓縮量為X,為什么能量不守恒?MG=KX又MGX=(1/2)KX^2為什么兩個式子矛盾?

熱心網友

mg=kx又mgx=kx^2/2這兩個式子是不能同時成立的。mg=kx是指把物體靜置于豎直放置的彈簧上物體受力平衡的關系式。放置物體時,先讓物體接觸自由伸長的彈簧,物體在另一個向上的力的作用下緩慢向下壓縮彈簧,在壓縮的過程中,物體一直保持平衡狀態,即彈簧彈力增大,直至增大到mg;另一個向上的力減小,直至減小到零。物體減小的重力勢能一半轉化為彈簧的彈性勢能kx^2/2,一半用來克服另一個向上的力做功。有:mgx=2*kx^2/2化簡即mg=kx對于式子mgx=kx^2/2,是指讓物體接觸自由伸長的彈簧后,釋放物體,即物體只受重力和彈力作用,物體先做加速運動、后做減速運動,直到物體瞬時速度為零時的能量轉化關系式。此時物體并不是處于平衡狀態,彈簧的彈力大于物體的重力,即此時彈簧的形變比彈力等于重力時的形變要大。接下來的過程是物體做簡諧振動。

熱心網友

MGX=(1/2)KX^2這個等式、不成立!!因為運動過程不是勻速過程,作用力的大小是變化的!!支持力和重力在最后才相等!不能用重力代替作用力!F=KX進行積分后再與X相乘。

熱心網友

T=-kx這個是彈性力的公式,可能在閣下的題目中這個值恰好等于重力mg,從而得到mg=kx這個等式。這個等式表示的是兩個力平衡。而根據機械能守恒定理,物體的重力勢能和彈形勢能也守恒,所以得到p=mgh=1/2kx^2,其中這個mgh就是物體的重力勢能,高一的知識點,而1/2kx^2則是彈簧的彈性勢能,由于彈簧的力根據x的值變化,所以勢能也必須對力積分,p等于f從0~t對于t的積分,積分結果就是1/2x*kx=1/2kx^2,這樣一來能量守恒的等式也就計算完成了(順便說一下,彈性勢能的公式是大學一年級的知識點,如果是高中題目不需要掌握計算過程)

熱心網友

這里涉及到彈性力是一個變力,這是一個變力做功問題,因此不可以兩邊同時乘X

熱心網友

這里涉及概念問題,MG=KX這個式子不能直接兩邊乘X,因為表示的都不一樣,MG=KX表示的是力的平衡,MGX=(1/2)KX^2表示在彈簧壓縮過程中做的功,彈簧壓縮過程中,彈力是變化的,從0變到了KX,而(1/2)KX表示這個過程中的平均力,根據功的公式,計算功的時候要用平均力來計算,所以就有了MGX=(1/2)KX^2不能混為一談,明白了嗎