题目内容

质量为m的砝码,悬挂的轻质弹簧的下端.砝码的竖直方向上自由振动.证明砝码做简谐振动.

 

答案:
解析:

做简谐振动物体受力特征f=-kx.因而只要证明回复力与位移大小成正比,方向反向就证明了该物体的振动是简谐振动.

设弹簧的劲度系数为k,当砝码的平衡位置时,弹簧伸长x0.

此时,mg-kx0=0,即kx0=mg,如图甲所示,当砝码经过任意位置时,受力情况的如图乙所示,此时弹簧的伸长量为x0+x,由牛顿第二定律得

mg-k(x0-x)=ma=f

∴f=-kx

x是质点离开平衡位置位移方向总相反.所示砝码的运动为简谐振动.

 


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