简谐运动(于万堂)(2)

2020-04-14 00:24

间。

12.在密度为?1的液体上方有一悬挂的长为L,密度为?2的均匀直棒,棒的下端刚与液面接触。今剪断细绳,棒在重力和浮力的作用下下沉,若?1?棒下落过程中的最大速度。

13.质量为m的物体,以初速为V0,方向与地面成?0角抛出。如果空气的阻力不能忽略,

?2,求:

??并设阻力与速度成正比,即f??kV,k为大于零的常数。求:物体的运动轨道。

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14..飞机以V0的水平速度触地滑行着陆。滑行期间受到空气的阻力为CxV2,升力为CyV,其中V是飞机的滑行速度。设飞机与跑道间的摩擦系数为?,试求:飞机从触地到停止所滑行的距离。

15.两小球的质量均为m,小球1从离地面高度为h处由静止下落,小球2在小球1的正下方地面上以初速V0同时竖直上抛。设空气阻力与小球的运动速率成正比,比例系数为k(常量)。试求:两小球相遇的时间、地点以及相遇时两小球的速度。

7

2

16.一轻绳的两端分别连接小球A和小环B,球与环的质量相等,小环B可在拉紧的钢丝上作无摩擦的滑动,如图一。现使小球在图示的平面内摆动。求:小球摆离铅垂线的最大角度?时小环和小球的加速度。

简谐运动

一. 机械振动的定义:在回复力作用下围绕平衡位置的的往复运动;回复力:始终指向平衡

位置的力。

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二. 弹簧振子模型 1.模型特点: 2.其原长在O点,将其拉离平衡位置至A点,然后释放,其将做什么运动,

3. 在运动过程中其受力有什么特点

【对应练习】

B O A 1.一木块漂浮在水面上,已知水的密度为?0,木块的密度为?,横截面积为S,将木块稍微下按,释放后,证明木块的运动时简单和谐的

2.将一弹簧振子竖直悬挂,证明其振动是简单和谐的。

3.证明给水平方向弹簧振子施加一沿弹簧的恒力作用,其运动依然是简谐的

三.简谐运动是最简单的振动形式,任何复杂的振动都可以分解成若干个简谐振动,判断一个振动是否是简谐运动的依据,从受力上来看:满足回复力F??kx。该条件是简谐运动的充要条件。

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??质点以角速度?沿着半径为R的圆轨道做匀速圆周运动,试证明:质点在某直径上的投影的运动是简谐振动。

(提示:从受力分析入手,从而可以分析速度、加速度、动能、势能以及总能量)

【练习】

1.一物体沿x轴在x??A和x?A的区间内作简谐振动,对此物体作随机观察。则该物体出现在微小间隔0?x?a中的几率是

2.如图1-4所示,质量可以忽略的弹簧上端固定,下端悬挂一质量为m的物体,物体沿竖直方向做振幅较小的简谐振动。取平衡位置O处为原点,位移x向下为正,则在图1-5的A、B、C、D和E五个图中

-a0 a0 x -a0 a0 x -a0 a0 x A B C -a0 a0 x -a0 a0 x D E (1)图 是描述物体的速度随x的变化关系。 (2)图 是描述加速度随x的变化关系。

(3)图 是描述弹簧的弹性势能随x的变化关系。 (4)图 是描述总势能(重力势能与弹性势能)随x的变化关系(重力势能取原点处为零)。

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