题目内容

一弹簧振子的质量为100g,频率为2Hz,若把振子拉开4cm后放开,弹簧的劲度系数为100N/m,求:
(1)弹簧振子的最大加速度大小;
(2)3s内振子通过的总路程.
分析:(1)把振子拉开4cm后放开时,位移最大,加速度最大,根据牛顿第二定律求出最大加速度的大小.
(2)由频率求出周期,根据3s时间与周期的关系,求出振子通过的路程.振子做简谐运动时,一个周期内通过的路程是四个振幅.
解答:解:由题意知,弹簧振子的周期T=
1
f
=0.5s,振幅A=4×10-2 m.
(1)根据牛顿第二定律得,amax=
kxmax
m
=
kA
m
=40m/s2
(2)t=3s=6T,所以总路程为
s=6×4×4×10-2m=0.96m.
答:(1)弹簧振子的最大加速度大小为40m/s2.(2)3s内振子通过的总路程为0.96 m.
点评:本题运用牛顿第二定律求解振子的加速度.振子的加速度与位移的关系为a=-
kx
m
,这是简谐运动的基本特征.
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