题目内容

如图,在光滑水平面上,用两根劲度系数分别为k1与k2的轻质弹簧系住一个质量为m的小球.开始时,两弹簧均处于原长,后使小球向左偏离x后放手,可以看到小球将在水平面上做往复运动.试问小球是否做简谐运动?

是做简谐运动

解析:以小球为研究对象,竖直方向受力平衡,水平方向受到两根弹簧的弹力作用.设小球位于平衡位置O左方某处时,偏离平衡位置的位移为x,则

左方弹簧压缩,对小球F1=k1x,方向向右.

右方弹簧拉伸,对小球F2=k2x,方向向右.

则F=F1+F2=(k1+k2)x,方向向右.

令k1+k2=k,则 F=kx

由于小球所受回复力的方向与位移方向相反,考虑方向后,则F=-kx

故小球将在两根弹簧的作用下在水平面上做简谐运动.

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