第 5 章 机械振动5-1 有一弹簧振子,振幅,周期,初相、试写出它得振动位移、速度与加速度方程
分析 根据振动得标准形式可得到振动方程,通过求导即可求解速度与加速度方程
解:振动方程为 代入有关数据得 振子得速度与加速度分别就是 5-2 一弹簧振子得质量为,当以得振幅振动时,振子每重复一次运动、求振子得振动周期 T、频率 ν、角频率 ω、弹簧得倔强系数 k、物体运动得最大速率、与弹簧给物体得最大作用力、分析:最大速率, ,,,,所以只要求出周期 T 即可、解:由题意可知 ; 所以频率 ; 角频率 ; 倔强系数 ; 最大速率 最大作用力 5-3 质量为得质点,按方程沿着 x 轴振动、求:(1)时,作用于质点得力得大小;(2)作用于质点得力得最大值与此时质点得位置、分析 根据振动得动力学特征与已知得简谐运动方程求解,位移最大时受力最大
解:(1)跟据牛顿第二定律,将代入上式中,得: (2)由可知,当时,质点受力最大,为5-4 在某港口海潮引起海洋得水平面以涨落高度 d(从最高水平到最低水平)做简谐运动,周期为 12、5h、求水从最高处下降了 d/4 高度需要多少时间
分析:由旋转矢量法即可求解、解:从最高水平到最低水平为 2 倍得振幅,由题可得旋转矢量图,从解图 5-4 中可见 5-5 一放置在水平桌面上得弹簧振子,其振幅,周期,当时,则:(1)物体在正方向端点;(2)物体在平衡位置,向负方向运动;(3)物体在处,向负方向运动;(4)物体在处,向负方向运动、求以上各种情况得振动方程
分析 根据旋转矢量图,由位移与速度可以确定初相位
进而得出各种情况得振动方程
解:设所求振动方程为 由旋转矢量图解图 5-5 可求出初相位(1)(2)解图 5-5解图 5-4(3)(4)5-6 在一轻弹簧下端悬挂砝码时,弹簧伸长 8cm、现在这根弹簧下端悬挂得物体,构成弹簧振子、将物体从平衡位置向