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    如图所示,一质量不计的轻质弹簧竖立在地面上,弹簧的上端与盒子A连接在一起,下端固定在地面上.盒子A内腔为正方体,一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内,已知弹簧的劲度系数为k=400N/m,盒子A和金属小球B的质量均为2kg.将盒子A向上提高,使弹簧从自由长度伸长10cm后,由静止释放,不计阻力,盒子A和金属小球B一起做竖直方向的简谐运动,g取10m/s2.已知弹簧处在弹性限度内,对于同一弹簧,其弹性势能只决定于其形变的大小.试求:
    (1)盒子A做简谐运动的振幅;
    (2)盒子A运动到最高点时,盒子A对金属小球B的作用力方向(不要求写出理由);
    (3)金属小球B的最大速度.

    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “如图所示,一质量不计的轻质弹簧竖立在地面上,弹簧的上端与盒子A连接在一起,下端固定在地面上.盒子A内腔为正方体,一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰...” 主要考查您对

简谐运动的振幅

简谐运动的周期、频率和角频率

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 简谐运动的振幅
  • 简谐运动的周期、频率和角频率
振幅A:

振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱。

周期T和频率f:

1.意义:表示振动快慢的物理量,周期越短,频率越高,振动越快
2.定义:
完成一次全振动所需要的时间,用T表示
单位时间内完成全振动的次数,用f表示
3.关系:Tf=1
4.决定因素:周期与频率由振动系统本身决定,与振幅无关
5.角频率ω:ω=2πf。


应用简谐运动的对称性及周期性的解题方法:

如图所示,物体在A与B间运动,O点为平衡位置,C和D两点关于O点对称,则有:
1.时间的对称性


2.速度的对称性
(1)物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等,方向相反。
(2)物体经过关于D点对称的两点(如C与D两点)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反。
3.周期性简谐运动是一种周而复始的周期性的运动,按其周期性可作如下判断:
(1)若两时刻振动物体在同一位置,运动情况相同。
(2)若两时刻,描述运动的物理量均大小相等,方向相反。
(3)若,则当时刻物体在最大位移处时,时刻物体到达平衡位置;当t1时刻物体在平衡位置时,t2时刻物体到达最大位移处;若t1时刻物体在其他位置,t2时刻物体到达何处就要视具体情况而定。


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