簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)且重要的運(yùn)動(dòng)形式。它是質(zhì)量為m的物體在受到形如F=-kx的回復(fù)力作用下,物體的位移x與時(shí)間t遵循x=Asinωt變化規(guī)律的運(yùn)動(dòng),其中角頻率ω=2πT=km(k為常數(shù),A為振幅,T為周期)。彈簧振子的運(yùn)動(dòng)就是其典型代表。
如圖所示,一豎直光滑的管內(nèi)有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,彈簧下端固定于地面,上端與一質(zhì)量為m的小球A相連,小球A靜止時(shí)所在位置為O。另一質(zhì)量為m的小球B從距A為H的P點(diǎn)由靜止開始下落,與A發(fā)生瞬間碰撞后一起開始向下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。兩球均可視為質(zhì)點(diǎn),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧的形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi),當(dāng)其形變量為x時(shí),彈性勢(shì)能為EP=12kx2。已知H=3mgk,重力加速度為g。
求:
(1)B與A碰撞后瞬間一起向下運(yùn)動(dòng)的速度;
(2)小球A被碰后向下運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最大距離;
(3)a.請(qǐng)判斷兩小球一起向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程是否是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),并說(shuō)明理由。
b.小球A從O點(diǎn)開始向下運(yùn)動(dòng)到第一次返回O點(diǎn)所用的時(shí)間t。
2
π
T
=
k
m
1
2
k
x
2
3
mg
k
【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力;機(jī)械能守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:90引用:3難度:0.4
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