组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 机械振动与机械波 > 机械振动 > 简谐运动 > 简谐运动的弹簧振子模型 > 弹簧振子运动时能量的转化
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:515 题号:19448100
如图所示,质量均为m的滑块A、B、C放在光滑的水平面上,A紧靠竖直墙壁,一劲度系数为k的轻质弹簧将A、B连接,C与B紧靠不粘连,开始时A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为mg的恒力F,使B、C一起向左运动,当弹簧压缩到最短时,立即撤去恒力。设弹簧始终处于弹性限度范围内,重力加速度为g
(1)水平恒力施加瞬间时,滑块B的加速度大小a为多少?
(2)恒力F作用过程中,B、C的运动是否为简谐运动?若是简谐运动,在撤去恒力前瞬间,弹簧的压缩量s是多少?若不是,分析原因。
(3)弹簧最长时,滑块A的速度为多少?
   

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解答题 | 适中 (0.65)
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【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
2021-01-19更新 | 753次组卷
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【推荐2】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ax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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【推荐3】一质点做简谐运动,其位移和时间的关系如图所示。
(1)求时质点的位移;
(2)在的振动过程中,质点的位移、速度、动能如何变化?
(3)在时间内,质点的路程、位移各多大?
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