题目内容
【题目】如图所示,轻弹簧的下端系着A、B两球,mA=100g,mB=500g,系统静止时弹簧伸长x=15cm,未超出弹性限度.若剪断A、B间的细绳,则A在竖直方向做简谐运动,求:
(1)A的振幅多大?
(2)A球的最大加速度多大?(g取10m/s2)
【答案】(1)12.5cm;
(2)50m/s2
【解析】试题分析:先研究AB两球,由平衡关系要得出劲度系数;刚剪断细线时小球的加速度最大,此处相当于是小球到达简谐运动的振幅处.
解:(1)只挂A球时弹簧伸长量由F=kx
得x1=
挂A、B两物体时有:kx=(mA+mB)g;
k==40N/m
剪断A、B间细线后,A球静止悬挂时的弹簧的伸长量为xA==0.025m
弹簧下端的这个位置就是A球振动中的平衡位置.
悬挂B球后又剪断细线,相当于用手把A球下拉后又突然释放,刚剪断细线时弹簧比静止悬挂A球多伸长的长度就是振幅,
即A=x﹣xA=15cm﹣2.5cm=12.5cm
(2)振动中A球的最大加速度为最大加速度为:
amax==×10m/s2=50m/s2
答:(1)最大振幅为12.5cm;
(2)最大加速度为50m/s2.
【题目】一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动.匀速转动把手时,曲轴给弹簧振子以驱动力,使振子做受迫振动.把手匀速转动的周期就是驱动力的周期,改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动,给砝码一向下的初速度,砝码便做简谐运动,振动图像如图甲所示.当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图像如图乙所示.若用T0表示弹簧振子的固有周期,T表示驱动力的周期,Y表示受迫振动达到稳定后振子的振幅,则( ).
A.由图像可知T0=4 s |
B.由图像可知T0=8 s |
C.当T在4 s附近时,Y显著增大;当T比4 s小得多或大得多时,Y很小 |
D.当T在8 s附近时,Y显著增大;当T比8 s小得多或大得多时,Y很小 |