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0318一个轻弹簧在60N的拉力作用下可伸长30cm.现将一物体悬挂在弹簧的下端并在它上面放一小物体,它们的总质量为4kg.待其静止后再把物体向下拉10cm,然后释放.问:(1)此小物体是停在振动物体上面还是离开它?(2)如果使放在振动物体上的小物体与振动物体分离,则振幅A需满足何条件?二者在何位置开始分离?解:(1)小物体受力如图.设小物体随振动物体的加速度为a,按牛顿第二定律有(取向下为正)1分当N=0,即a=g时,小物体开始脱离振动物体,已知1分A=10cm,有rad·s-12分系统最大加速度为m·s-21分此值小于g,故小物体不会离开.1分(2)如使a>g,小物体能脱离振动物体,开始分离的位置由N=0求得2分cm1分即在平衡位置上方19.6cm处开始分离,由,可得=19.6cm.1分3014一物体在光滑水平面上作简谐振动,振幅是12cm,在距平衡位置6cm处速度是24cm/s,求(1)周期T;(2)当速度是12cm/s时的位移.解:设振动方程为,则(1)在x=6cm,v=24cm/s状态下有解得,∴s2分(2)设对应于v=12cm/s的时刻为t2,则由得,解上式得相应的位移为cm3分3021一木板在水平面上作简谐振动,振幅是12cm,在距平衡位置6cm处速率是24cm/s.如果一小物块置于振动木板上,由于静摩擦力的作用,小物块和木板一起运动(振动频率不变),当木板运动到最大位移处时,物块正好开始在木板上滑动,问物块与木板之间的静摩擦系数为多少?解:若从正最大位移处开始振动,则振动方程为,在cm处,cm/s∴6=12|cost|,24=|-12sint|,解以上二式得rad/s3分,木板在最大位移处最大,为①2分若mA2稍稍大于mg,则m开始在木板上滑动,取②2分∴③1分3022一质点在x轴上作简谐振动,选取该质点向右运动通过A点时作为计时起点(t=0),经过2秒后质点第一次经过B点,再经过2秒后质点第二次经过B点,若已知该质点在A、B两点具有相同的速率,且=10cm求:(1)质点的振动方程;(2)质点在A点处的速率.解:由旋转矢量图和|vA|=|vB|可知T/2=4秒,∴T=8s,=(1/8)s-1,s-13分(1)以的中点为坐标原点,x轴指向右方.t=0时,cmt=2s时,cm由上二式解得tg=1因为在A点质点的速度大于零,所以=-3/4或5/4(如图)2分cm1分∴振动方程(SI)1分(2)速率(SI)2分当t=0时,质点在A点m/s1分3027在一平板上放一质量为m=2kg的物体,平板在竖直方向作简谐振动,其振动周期为T=s,振幅A=4cm,求(1)物体对平板的压力的表达式.(2)平板以多大的振幅振动时,物体才能离开平板?解:选平板位于正最大位移处时开始计时,平板的振动方程为(SI)(SI)1分(1)对物体有①1分(SI)②物对板的压力为(SI)③2分(2)物体脱离平板时必须N=0,由②式得1分(SI)1分若能脱离必须(SI)即m2分3264一质点作简谐振动,其振动方程为ABx(SI)(1)当x值为多大时,系统的势能为总能量的一半?(2)质点从平衡位置移动到上述位置所需最短时间为多少?解:(1)势能总能量由题意,,m2分(2)周期T=2/=6s从平衡位置运动到的最短时间t为T/8.∴t=0.75s.3分3265在一轻弹簧下端悬挂m0=100g砝码时,弹簧伸长8cm.现在这根弹簧下端悬挂m=250g的物体,构成弹簧振子.将物体从平衡位置向下拉动4cm,并给以向上的21cm/s的初速度(令这时t=0).选x轴向下,求振动方程的数值式.解:k=m0g/lN/m2分cm2分,=0.64rad3分(SI)1分3273一弹簧振子沿x轴作简谐振动(弹簧为原长时振动物体的位置取作x轴原点).已知振动物体最大位移为xm=0.4m最大恢复力为Fm=0.8N,最大速度为vm=0.8m/s,又知t=0的初位移为+0.2m,且初速度与所选x轴方向相反.(1)求振动能量;(2)求此振动的表达式.解:(1)由题意,,.J3分(2)rad/s2分由t=0,=0.2m,可得2分则振动方程为1分3391在一竖直轻弹簧的下端悬挂一小球,弹簧被拉长l0=1.2cm而平衡.再经拉动后,该小球在竖直方向作振幅为A=2cm的振动,试证此振动为简谐振动;选小球在正最大位移处开始计时,写出此振动的数值表达式.解:设小球的质量为m,则弹簧的劲度系数.选平衡位置为原点,向下为正方向.小球在x处时,根据牛顿第二定律得将代入整理后得∴此振动为简谐振动,其角频率为.3分2分设振动表达式为由题意:t=0时,x0...

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