一、为什么重力大于弹力加速度向下?
竖直振动的弹簧振子。当由最高点向平衡位置运动过程中,摆球所受重力于大于弹簧的弹力,它有向下的加速度,因为在此过程中,弹簧从在最高点被压缩至最大值时,弹力和重力的共同作用下,摆球向下加速,随摆球向下运动,弹簧的伸长量减小,当重力大于弹力时,振子仍在弹力和重力的共同作用下向下加速。
二、重力势能能否直接转换成弹性势能?
重力势能是有可能直接转化为弹性势能的。如在水平桌面上固定一劲度系数较小的轻弹簧。弹簧竖直静止于桌面上。
然后将一质量为m的小球,轻轻置于弹簧的上端后放手,使小球由静止开始向下运动而压缩弹簧,开始球受弹簧的弹力小于球重,小球加速向下运动,随弹簧压缩量增大,弹力增大,球做加速度减小的加速运动,直至球受重力跟弹簧的弹力相等,此时小球加速度为零,向下速度达最大。
而后由于弹簧弹力继续增大,球做加速度反向增大,速度减小的变减速运动,直至小球的速度为零。
在这全过程中,小球的重力势能持续减小,而弹簧的弹性势能持续增加。
且小球减小的重力势能完全转化为了弹簧(也包括小球)的弹性势能。
三、世界上弹簧所能承受的最大重力值为多少?
由力学中的胡克定律可知F=kx,其中k为劲度系数,是弹簧自身的固有属性。即在弹性极范围内,弹簧所能承受力的大小等于弹簧被拉伸或压缩的长度x与劲度系数k的乘积。
弹簧承受之力随着重量增加,弹簧被拉长,能够承受很大的力,只要在范围内,弹簧就可以承受千斤之力而不坏