Question

【题目】如图所示，把一个有孔的小球装在轻质弹簧一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的杆上，能够自由滑动。若用拉力将小球向右缓慢拉离平衡位置，当拉力为8N时，小球偏离平衡位置的距离为4cm，在此处由静止释放小球，小球开始做简谐运动。以小球的平衡位置为原点，向右为正方向建立x轴描述小球振动过程中的位移。已知小球的质量为0.2kg，不计弹簧质量和一切阻力。

（1）求运动过程中小球的最大加速度大小。

（2）画出小球又释放点回到平衡位置的过程中弹簧弹力随位移变化的图象，并计算这个过程中弹簧弹力做的功。

（3）求运动过程中小球的最大速度大小。

Answer 1

【答案】（1）40m/s2（2）图像见解析；0.16J；（3）

【解析】

（1）求运动过程中小球的最大加速度大小：

（2）画出小球又释放点回到平衡位置的过程中弹簧弹力随位移变化的关系为F=kx，其中的 图象，即F=200x；图像如图；

这个过程中弹簧弹力做的功 。

（3）小球在平衡位置时速度最大，则：

解得