水平光滑轻杆上套一质量为的小球,用劲度系数为的弹簧拴连而做简谐运动,可视为水平弹簧振子模型。设时,振动系统具有的动能,势能。求:
(1)振动的振幅A;
(2)时,物体的振动位移x0;
(3)振动的初相(在第一象限);
(4)若其他条件不变,只有振幅加倍,系统振动周期变吗?若变,周期增大还是减小?
(1)振动的振幅A;
(2)时,物体的振动位移x0;
(3)振动的初相(在第一象限);
(4)若其他条件不变,只有振幅加倍,系统振动周期变吗?若变,周期增大还是减小?
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更新时间:2022-11-10 19:59:29
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,质量均为m=0.1kg的物块a、b用劲度系数为k=100N/m的轻弹簧固定拴接,竖直静止在水平地面上物块a正上方有一个质量也为m的物块c,将c由静止释放,与a碰撞后立即粘在一起,碰撞时间极短,之后的运动过程中物块b恰好没有脱离地面。忽略空气阻力,轻弹簧足够长且始终在弹性限度内,重力加速度g取,求:
(1)整个过程中轻弹簧的最大弹力;
(2)c与a粘合后做简谐运动的振幅;
(3)刚开始释放物块c时,c离a的高度
(1)整个过程中轻弹簧的最大弹力;
(2)c与a粘合后做简谐运动的振幅;
(3)刚开始释放物块c时,c离a的高度
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适中
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名校
【推荐2】有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动,已知B、C间的距离为20cm,振子在2s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过个周期振子到达负向最大位移处。
(1)求振子的振幅和周期;
(2)作出该振子的位移一时间图像;
(3)写出振子的振动方程。
(1)求振子的振幅和周期;
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,在光滑水平桌面上,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计,劲度系数为k,物块(可视为质点)的质量为m,静止在O点,此时弹簧处于原长状态。以O点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,建立坐标系O-x。用力F将物块从O点缓慢向右拉至某一位置x1处,弹簧始终处于弹性限度内。
(1)请画出F随物块位移x变化的示意图;并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x1的过程中力F所做的功。
(2)在位置x1处将力F撤掉,证明力F撤掉后物块做简谐运动。
(3)证明力F撤掉后物块做简谐运动的机械能与振幅的平方成正比。
(4)在摆角很小的情况下,单摆的运动是简谐运动。如图所示,一单摆的摆长为L,在悬点的正下方0.19L处有一小钉,设摆角很小,求单摆的左右两侧振幅之比。
(1)请画出F随物块位移x变化的示意图;并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x1的过程中力F所做的功。
(2)在位置x1处将力F撤掉,证明力F撤掉后物块做简谐运动。
(3)证明力F撤掉后物块做简谐运动的机械能与振幅的平方成正比。
(4)在摆角很小的情况下,单摆的运动是简谐运动。如图所示,一单摆的摆长为L,在悬点的正下方0.19L处有一小钉,设摆角很小,求单摆的左右两侧振幅之比。
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【推荐2】如图所示,把一个质量为m、有小孔的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球套在光滑的杆上,小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。开始时弹簧处于原长,在小球运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内,忽略空气阻力的影响。把小球拉向右方,然后由静止释放,小球将在平衡位置附近往复运动。若以小球的平衡位置为坐标原点O,以水平向右为正方向建立坐标轴Ox,用x表示小球在平衡位置附近往复运动的位移。
(1)请在图中画出弹簧弹力F随x变化的示意图;
(2)已知小球经过平衡位置时速度大小为v,求小球静止释放后第一次运动至平衡位置的过程中,弹簧弹力对小球做的功W。
(1)请在图中画出弹簧弹力F随x变化的示意图;
(2)已知小球经过平衡位置时速度大小为v,求小球静止释放后第一次运动至平衡位置的过程中,弹簧弹力对小球做的功W。
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适中
(0.65)
【推荐3】如图甲所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一劲度系数为k的轻质弹簧,其上端固定,下端连接质量为m的小球。以小球的平衡位置为坐标原点O,沿斜面向下为正方向建立坐标轴Ox。现将小球托起到弹簧恢复原长时松开,小球在斜面上做往复运动。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计,且弹簧始终在弹性限度内。
(1)画出小球在平衡位置时的受力示意图,并求出此时弹簧的伸长量;
(2)以小球经过平衡位置沿斜面向下运动过程为例,通过推导说明小球的运动是否为简谐运动;
(3)在图乙中画出由最高点运动到最低点过程中,小球的加速度a随x变化的图像(要求标出关键位置坐标),并利用此图像求出运动过程小球的最大速度。
(1)画出小球在平衡位置时的受力示意图,并求出此时弹簧的伸长量;
(2)以小球经过平衡位置沿斜面向下运动过程为例,通过推导说明小球的运动是否为简谐运动;
(3)在图乙中画出由最高点运动到最低点过程中,小球的加速度a随x变化的图像(要求标出关键位置坐标),并利用此图像求出运动过程小球的最大速度。
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