如图11-3-9所示,A、B叠放在光滑水平地面上,B与自由长度为L0的轻弹簧相连,当系统振动时,A、B始终无相对滑动,已知mA=3m,mB=m,当振子距平衡位置
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如图11-3-9所示,A、B叠放在光滑水平地面上,B与自由长度为L0的轻弹簧相连,当系统振动时,A、B始终无相对滑动,已知mA=3m,mB=m,当振子距平衡位置
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如图11-3-9所示,A、B叠放在光滑水平地面上,B与自由长度为L
0
的轻弹簧相连,当系统振动时,A、B始终无相对滑动,已知m
A
=3m,m
B
=m,当振子距平衡位置的位移x=
时系统的加速度为a,求A、B间摩擦力F
f
与位移x的函数关系.
图11-3-9
答案
x
解析
设弹簧的劲度系数为k,以A、B整体为研究对象,系统在水平方向上做简谐运动,其中弹簧的弹力作为系统的回复力,所以对系统运动到距平衡位置
时有:k
=(m
A
m
B
a,由此得k=
.
当系统的位移为x时,A、B间的静摩擦力为F
f
,此时A、B具有共同加速度a′,对系统有:kx=(m
A
+m
B
)a′ ①
k=
,a′=
x. ②
对A有:F
f
=m
A
a′.
③
②代入③得,F
f
=
x.
举一反三
弹簧振子从距离平衡位置5 cm处由静止释放,4 s内完成5次全振动,则这个弹簧振子的振幅为_____________cm,振动周期为_____________s,频率为_____________Hz,4 s末振子的位移大小为_____________cm,4 s内振子运动的路程为_____________cm,若其他条件都不变,只是使振子改为在距平衡位置2.5 cm处由静止释放,该振子的周期为_______s.
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如图11-2-4所示,一个做简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过相距10 cm的A、B两点,历时0.5 s,过B点后再经过t="0.5" s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则质点振动的周期是( )
图11-2-4
A.0.5 s B.1.0 s C.2.0 s D.4.0 s
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弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从O点开始计时,振子第一次到达M点用了0.3 s时间,又经过0.2 s第二次通过M点,则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是( )
A.
s
B.
s
C.1.4 s
D.1.6 s
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如图5-9所示,竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两球,其质量mA=0.1kg、mB=0.5kg.静止时弹簧伸长15cm.若剪断A、 B间的细线,则A作简谐运动时的振幅和最大加速度为多少?g=10m/s2.
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简谐运动属于下列哪一种运动( )
A.匀速运动
B.匀变速运动
C.非匀变速运动
D.机械振动
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