
如上圖所示,板質輕不計,彈簧的彈性係數k,原長L,重力加速度g,板上放一木塊,上方有一小球,小球質量m,木塊質量M。今達平衡後,小球緩緩滑落木塊邊緣,掉至地面,木塊在板上做鉛直簡諧運動,未脫離輕板。小球質量m的最大值為何?
若木塊會脫離輕板,代表在震盪的過程中,會有一點的向下加速度a>g,若希望不要脫離,則代表過程中的每一點,其向下的加速度a都≤g
向下加速度最大的點為最高點,此時向下的加速度=在最低點時向上的加速度,所以在最低點向上的加速度也要符合a≤g,也就是在此點向上的推力F-Mg=Ma≤Mg,F-Mg≤Mg→F≤2Mg,而向上施力最大的點即為小球剛脫落的瞬間,此時彈簧的向上施力F=Mg+mg≤2Mg,所以m的最大值為M,m≤M
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