题目内容
【题目】如图所示,竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两球,其质量mA=0.1kg、mB=0.5kg。静止时弹簧伸长15cm,若剪断A、B间的细线,则
(1)证明A球做简谐运动;
(2)A球做简谐运动时的振幅为多少?
【答案】(1)见解析;(2)12.5cm
【解析】
(1)剪断A、B间的细线后,设A球位于平衡位置时弹簧的伸长量为x0,则有
取向下为正方向,A球运动在平衡位置下方x处,受力如图
此时弹簧的弹力大小
则A球所受合力为
即A球所受合力与其偏离平衡位置的位移大小成正比,方向相反,说明A球的运动是简谐运动。
(2) 由两球静止时的力平衡条件,有
得弹簧的劲度系数为
剪断A、B间细线后,A球静止悬挂时的弹簧的伸长量为
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
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