题目内容
劲度系数为k的轻质弹簧,一端连接质量为2m的物块P(可视为质点),另一端悬挂在天花板上。静止时,P位于O点,此时给P一个竖直向下的速度,让P在竖直方向上做简谐运动,测得其振幅为A。当P某次经过最低点时突然断裂成质量均为m的两个小物块B和C,其中B仍与弹簧连接并做新的简谐运动,而C自由下落,求:
(1)B所做的简谐运动的振幅。
(2)B做简谐运动时经过O点时的速率。
(1)在O点时,弹簧伸长量
B在最低点时,弹簧的伸长量
B的合力为零时,弹簧的伸长量
所以B做简谐运动的振幅
(2)由能量守恒可知,从点运动到最低点的过程中有:
(为弹簧弹性势能变化量)
同理可知, 从最低点回到点的过程中有:
解得:物块经过点时的速率
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