【已解決】 發(fā)條青蛙玩具彈跳的工作原理是什么？
沒彈簧時(shí)，光發(fā)條的勢能帶動(dòng)曲柄向下的力不足以抬起機(jī)芯，加彈簧后，往下摁的時(shí)候等于是外力給彈簧積蓄了一部分彈性勢能，彈簧勢能釋放加上發(fā)條帶動(dòng)的曲柄可以抬起機(jī)芯，結(jié)終點(diǎn)時(shí)由于慣性沖到空中。在空中時(shí)，彈簧仍拉住蛙腿，防止蛙腿空轉(zhuǎn)，此時(shí)彈力仍大于等于曲柄的力，可判斷彈簧最短長度仍存在形變。向下過程時(shí)，青蛙整體落地時(shí)的慣性+機(jī)芯重力+曲柄作用于腿、腿給機(jī)芯向下的反作用力，那么總結(jié)就是青蛙整體向下的動(dòng)能+機(jī)芯和蛙殼重力做功+發(fā)條帶動(dòng)曲柄向上給彈簧充能（我的問題就是在這，機(jī)芯向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，給彈簧充能的過程中曲柄是否參與了做功呢？我覺得此時(shí)曲柄也是做了功的），此時(shí)的過程相當(dāng)于第一次手指按壓青蛙的過程，往后循環(huán)反復(fù)。
最佳答案 2024-03-20 00:00
發(fā)條青蛙彈跳的工作原理涉及到力學(xué)中的勢能、動(dòng)能、彈性能以及慣性等概念。以下是對您描述的過程的分析：
發(fā)條儲(chǔ)存能量：首先，通過手指將發(fā)條擰緊，這個(gè)過程中，手指對發(fā)條做功，將能量以勢能的形式儲(chǔ)存在發(fā)條中。
發(fā)條釋放能量：當(dāng)發(fā)條被釋放時(shí)，它開始旋轉(zhuǎn)，將儲(chǔ)存的勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)機(jī)芯中的曲柄旋轉(zhuǎn)，這個(gè)過程中，發(fā)條對曲柄做功。
曲柄與彈簧的相互作用：曲柄繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并將能量傳遞給彈簧，使彈簧受到拉力并儲(chǔ)存一部分彈性勢能。此時(shí)，曲柄對彈簧做功，因?yàn)樗箯椈砂l(fā)生形變。
彈跳動(dòng)作：當(dāng)曲柄將足夠的能量傳遞給彈簧時(shí)，彈簧的彈性勢能和發(fā)條的機(jī)械能共同作用，抬起青蛙的機(jī)芯，使其彈跳。在這個(gè)過程中，彈簧的勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)芯的動(dòng)能。
彈簧的控制作用：在空中，彈簧拉住蛙腿，確保在落下時(shí)能再次儲(chǔ)存能量。在這個(gè)階段，彈簧并沒有做功，而是起到控制和恢復(fù)形狀的作用。
落地與能量循環(huán)：當(dāng)青蛙落地時(shí)，由于慣性和機(jī)芯的重力，機(jī)芯繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，曲柄繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并開始為下一次跳躍積蓄能量。在這個(gè)過程中，曲柄繼續(xù)對彈簧做功，因?yàn)樗箯椈稍俅蝺?chǔ)存彈性勢能。
總結(jié)：在整個(gè)過程中，曲柄是參與做功的。它在發(fā)條釋放能量時(shí)對彈簧做功，使彈簧儲(chǔ)存彈性勢能，并且在青蛙落地時(shí)，曲柄的運(yùn)動(dòng)幫助彈簧儲(chǔ)存能量以準(zhǔn)備下一次彈跳。因此，曲柄在這個(gè)循環(huán)中起到了關(guān)鍵的作用，它不僅傳遞能量，也參與了能量的轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。
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