题目内容

【题目】如图所示,竖直悬挂的轻弹簧下端系着AB两球,其质量mA=0.1kgmB=0.5kg。静止时弹簧伸长15cm,若剪断AB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AB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

A球所受合力为

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AB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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