如圖1所示,彈簧a和彈簧b為兩根相同的彈簧,與可視為質(zhì)點(diǎn)的小球相連,另外兩端固定,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)兩彈簧均處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且伸長(zhǎng)量為x0,彈簧的勁度系數(shù)為k,質(zhì)量不計(jì),小球的質(zhì)量為m,整個(gè)裝置處于光滑的水平面上?,F(xiàn)將小球向右緩慢推動(dòng)一段距離x(x<x0)。
(1)求此刻彈簧a彈力的大小和彈簧b彈力的大??;
(2)a.用圖2中的橫軸x表示小球相對(duì)于初始位置的位移,縱軸F表示彈簧的彈力(均以水平向右為正方向)。請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出彈簧a的彈力Fa隨x變化的Fa-x圖像,以及彈簧b的彈力Fb隨x變化的Fb-x圖像;
b.取小球處于初始位置時(shí)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能為零,請(qǐng)利用圖2中的圖像求出小球被向右推動(dòng)了距離x時(shí)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能Ep;
(3)如圖3所示,將小球在水平面內(nèi)沿與兩彈簧軸線相垂直的方向移動(dòng)一小段距離y,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算論證,釋放后小球是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以及其運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件。(請(qǐng)對(duì)論證過(guò)程中用到的物理量加以說(shuō)明;論證過(guò)程中有可能用到的數(shù)學(xué)知識(shí)有:當(dāng)θ很小時(shí),sinθ≈tanθ)
【考點(diǎn)】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;常見(jiàn)力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化;胡克定律及其應(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:431引用:3難度:0.3
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發(fā)布:2024/12/29 16:30:1組卷:115引用:7難度:0.7
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