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 > 弹簧振子在一个周期内运动的定性规律
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:1288 题号:4083100
有一实心立方体A,边长为L,从内部去掉一部分物质,剩余部分质量为m,一立方体B恰能完全填充A的空心部分,质量也为m,如图所示,即B的外表面与A的内表面恰好接触.整体放在一个盛有密度为ρ的液体的容器里(容器无限大),刚开始,A漂浮在液面上,用外力使A向下产生位移b,平衡后由静止释放,A将要上下振动(水的摩擦阻力不计).可以证明该振动为简谐运动,振动过程中,A始终不离开液面,也不被液面埋没,已知重力加速度g求:

(1)物体B的最大速率;
(2)在最高点和最低点A对B的作用力。

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【推荐1】如图所示,固定的两竖直挡板间有一光滑的水平直杆,一轻弹簧穿在杆上,左侧与挡板相连,右侧与穿在杆上的小球甲相连。现让小球甲开始做简谐运动,其位移随时间的关系为,当小球甲经过平衡位置时,在小球甲正上方由静止释放小球乙,结果甲与乙恰好相碰。已知小球甲的质量为1kg,甲、乙均视为质点,弹簧的劲度系数,取,不计一切摩擦。求:
(1)小球乙下落的高度h
(2)小球甲的最大动能Ek
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【推荐2】简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为的物体在受到形如的回复力作用下,物体的位移与时间遵循变化规律的运动,其中角频率为常数,为振幅,为周期)。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示,一竖直光滑的管内有—劲度系数为的轻弹簧,弹簧下端固定于地面,上端与一质量为的小球A相连,小球A静止时所在位置为。另一质量为的小球B从距A为点由静止开始下落,与A发生瞬间碰撞后一起开始向下运动。两球均可视为质点,在运动过程中,弹簧的形变在弹性限度内,当其形变量为时,弹性势能为。已知,重力加速度为。求:
(1)B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度;
(2)小球A被碰后向下运动离点的最大距离
(3)a.请判断两小球一起向下运动的过程,是否是简谐运动,并说明理由。
b.小球点开始向下运动到第一次返回点所用的时间

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