如果質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比,并且總是指向平衡位置,即F=-kx,其中k是由系統(tǒng)本身特性決定的線性回復力常數(shù),那么質(zhì)點的運動就是簡諧運動。

(1)圖1所示為一理想單擺,擺球的質(zhì)量為m,擺長為L。重力加速度為g。請通過計算說明該單擺做簡諧運動的線性回復力常數(shù)k=?

(2)單擺做簡諧運動的過程中,由于偏角很小,因此可以認為擺球沿水平直線運動。

如圖2所示,質(zhì)量為m的擺球在回復力F=-kx作用下沿水平的x軸做簡諧運動,若振幅為A,在平衡位置O點的速度為vm,試證明:。

(3)如圖3所示,兩個相同的理想單擺均懸掛在P點。將B球向左拉開很小的一段距離由靜止釋放,B球沿水平的x軸運動,在平衡位置O點與靜止的C球發(fā)生對心碰撞,碰撞后B、C粘在一起向右運動。已知擺球的質(zhì)量為m,擺長為L。釋放B球時的位置到O點的距離為d。重力加速度為g。求B、C碰撞后它們沿x軸正方向運動的最大距離。


(1)如答圖3所示,以平衡位置O點為坐標原點,沿水平方向建立x軸。

設(shè)當偏角為θ時,位移為x。

重力垂直繩方向的分力提供回復力

當θ很小時

可得

所以

(2)單擺做簡諧運動的過程中,只有線性回復力做功。

擺球從最大位移處運動到平衡位置的過程中,由動能定理

其中


B、C碰撞過程中動量守恒

運動的過



練習冊系列答案
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如圖所示,水平臺面AB距地面的高度h=1.25m.有一滑塊從A點以v0 =7.0m/s的初速度在臺面上做勻變速直線運動,滑塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.滑塊運動到平臺邊緣的B點后水平飛出。已知AB長L=6.0m,不計空氣阻力,g=10m/s2.

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如圖為某磁場中的磁感線.則 (     ) 

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B.a(chǎn)、b兩處磁感應(yīng)強度大小不等,Ba>Bb

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D.同一小段通電導線放在a處時受的磁場力可能比b處時小

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直導線ab放在如圖所示的水平導體框架上,構(gòu)成一個閉合回路。長直導線cd和框架處在同一個平面內(nèi),且cdab平行,當cd中通有電流時,發(fā)現(xiàn)ab向左滑動。關(guān)于cd中的電流下列說法正確的是(  )

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一個T型電路如圖所示,電路中的電阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω,另有一測試電源,電動勢為100V,內(nèi)阻忽略不計,則()

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    B. 當ab端短路時,cd之間的等效電阻是40Ω

    C. 當ab兩端接通測試電源時,cd兩端的電壓為80V

    D. 當cd兩端接通測試電源時,ab兩端的電壓為80V

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