题目内容
【题目】如图所示,两根完全相同的轻质弹簧和一根绷紧的轻质细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上。已知物块甲的质量是物块乙质量的4倍,弹簧振子做简谐运动的周期,式中为振子的质量,为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中,下列说法正确的是________。
A. 物块甲的振幅是物块乙振幅的4倍
B. 物块甲的振幅等于物块乙的振幅
C. 物块甲的最大速度是物块乙最大速度的
D. 物块甲的振动周期是物块乙振动周期的2倍
E. 物块甲的振动频率是物块乙振动频率的2倍
【答案】BCD
【解析】
线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,则振幅一定相同.当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后弹簧转化为动能,甲乙最大动能相同,根据质量关系,分析最大速度关系.根据周期公式讨论周期和频率关系.
线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,即振幅一定相同。故A错误,B正确;当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后,甲乙的最大动能相同,由于甲的质量大于乙的质量,由Ek=mv2知道,甲的最大速度一定是乙的最大速度的1/2。故C正确;根据可知,甲的振动周期是乙的振动周期的2倍;根据f=1/T可知,甲的振动频率是乙的振动频率的1/2倍,选项D正确,E错误;故选BCD.
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