问题详情:
如图所示,竖直放置的轻*簧劲度系数为k,下端固定在水平面上,上端与质量为m可视为质点的小球相连,开始时*簧处于原长。现将小球从*簧上端由静止开始释放,在竖直方向上作简谐运动,其周期为。已知重力加速度为g,不计*簧质量和一切阻力,取竖直向下为正,开始运动时刻为0时刻,求:
(1)小球处于平衡位置时*簧的形变量及简谐运动的振幅A;
(2)小球简谐运动位移随时间变化的表达式;
(3)小球运动到最低点时*簧的*力。
【回答】
(1),;(2);(3)
【详解】
(1)物体处于平衡位置时,*簧形变量
物体做简谐运动的振幅
(2)由题可知,规定竖直向下为正方向,开始时刻物体的位移为负向最大,则
又
解得
(3)由简谐运动的对称*可知,最低点物体的加速度
方向向上,由牛顿第二定律则
解得
知识点:简谐运动的回复力和能量
题型:解答题