题目
一轻质弹簧直立在地面上,其劲度系数为k=400N/m,在弹簧的上端与空心物体A连接,物体B放嵌置于A内,B的上下表面恰与A接触,如图所示。A和B的质量均为1kg,先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动,已知弹簧的弹性势能与弹簧形变大小有关,g取10m/s2,阻力不计。则物体A的振幅为 cm,物体B的最大速率为 N,在最高点A对B的作 1,3,5 用力大小为 N。
答案: 10, 1.4, 10 解:振子在平衡位置时,所受合力为零,设此时弹簧被压缩△x。 开始释放时振子处在最大位移处,故振幅A为:A=5cm+5cm=10cm 由于开始时弹簧的伸长量恰等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量,故弹性势能相等,设振子的最大速率为v,从开始到平衡位置,根据机械能守恒定律: 即B的量大速率为1.4m/s 在最高点,振子受到重力和弹力方向相同,根据牛顿第二定律: A对B的作用力方向向下,其大小N1为: