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题型:解答题 难度:0.15 引用次数:494 题号:13117002
一个半径为r、质量为m的均质实心小圆柱被置于一个半径为R、质量为M的薄圆筒中,圆筒和小圆柱的中心轴均水平,横截面如图所示。重力加速度大小为g。试在下述两种情形下,求小圆柱质心在其平衡位置附近做微振动的频率:
(1)圆筒固定,小圆柱在圆筒内底部附近作无滑滚动;
(2)圆筒可绕其固定的光滑中心细轴转动,小圆柱仍在圆筒内底部附近作无滑滚动。
【知识点】 振动

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解答题 | 困难 (0.15)
【推荐1】如图所示,一块长为的光滑平板PQ固定在轻质弹簧上端,弹簧的下端与地面固定连接。平板被限制在两条竖直光滑的平行导轨之间(图中未画出竖直导轨),从而只能地竖直方向运动。平板与弹簧构成的振动系统的振动周期。一小球B放在光滑的水平台面上,台面的右侧边缘正好在平板P端的正上方,到P端的距离为。平板静止在其平衡位置。水球B与平板PQ的质量相等。现给小球一水平向右的速度,使它从水平台面抛出。已知小球B与平板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,且碰撞过程中重力可以忽略不计。要使小球与平板PQ发生一次碰撞而且只发生一次碰撞,的值应在什么范围内?取
2021-04-01更新 | 295次组卷
解答题 | 困难 (0.15)
【推荐2】一弹簧振子,两端为质量都是千克、大小不计的物体A、B,中间是一静止长度为、劲度系数为、质量可以忽略的理想弹簧,现此振子自某一高度、A端在下,竖直地自由下落至一水平桌面,开始下落时,A距桌面的高度为米,开始时弹簧无伸长或压缩,A与桌面发生弹性碰撞后跃离桌面,当A第二次接触桌面时,发现弹簧的压缩达到最大,求:
(1)弹簧劲度系数之值。
(2)A第二次与桌面接触时的速度。
2021-03-30更新 | 262次组卷
解答题 | 困难 (0.15)
【推荐3】惰性气体分子为单原子分子,在自由原子情形下,其电子电荷分布是球对称的。负电荷中心与原子核重合。但如两个原子接近,则彼此能因静电作用产生极化(正负电荷中心不重合),从而导致有相互作用力,这称为范德瓦尔斯相互作用。下面我们采用一种简化模型来研究此问题。

当负电中心与原子核不重合时,若以x表示负电中心相对正电荷(原子核)的位移,当x为正时,负电中心在正电荷的右侧,当x为负时,负电中心在正电荷的左侧,如图1所示。这时,原子核的正电荷对核外负电荷的作用力f相当于一个劲度系数为k的弹簧的弹性力,即,力的方向指向原子核,核外负电荷的质量全部集中在负电中心,此原子可用一弹簧振子来模拟。
今有两个相同的惰性气体原子,它们的原子核固定,相距为R,原子核正电荷的电荷量为q,核外负电荷的质量为m。因原子间的静电相互作用,负电中心相对各自原子核的位移分别为,且都远小于R,如图2所示。此时每个原子的负电荷除受到自己核的正电荷作用外,还受到另一原子的正、负电荷的作用。
众所周知,孤立谐振子的能量是守恒的,式中v为质量m的振子运动的速度,x为振子相对平衡位置的位移。量子力学证明,在绝对零度时,谐振子的能量为,称为零点振动能,h为普朗克常量,为振子的固有角频率。试计算在绝对零度时上述两个有范德瓦尔斯相互作用的惰性气体原子构成的体系的能量,与两个相距足够远的(可视为孤立的、没有范德瓦尔斯相互作用的)惰性气体原子的能量差,并从结果判定范德瓦尔斯相互作用是吸引还是排斥。可利用当时的近似式
2021-03-31更新 | 327次组卷
共计 平均难度:一般