题目内容
在光滑的水面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,振子质量为M,振子的最大速度为v0,如图所示,当振子运动到最大位移为A的时刻把质量为m的物体轻放其上则
(1)要保持物体和振子一起振动,二者间动摩擦因数至少为多大?
(2)一起振动时,二者过平衡位置的速度多大?振幅又是多大?
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答案:
解析:
提示:
解析:
放物体前其最大回复力大小F=kA.振动的机械能为 (1)放上物体m后,一起振动的最大加速度大小为 对物体m而言,所需要的回复力是M施予的静摩擦力,则放上时加速度最大,所需的静摩擦力亦最大,设最大静摩擦力大小为μmg,则当满足,μmg≥ma时,两者可一起振动,即
(2)当两者一起振动时,机械能守恒,过平衡位置时,弹簧恢复原长,弹性势能为零,则
物体和振子在最大位移处,动能为零,势能最大,这个势能与没有放物体前相同,所以弹簧的最大形变是不变的,即振幅仍为A.
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提示:
简谐振动
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