dx由?F?mdt2,可得木块运动的微分方程
2为:
dx22+?水glx/m?0 dt22???gl/m,可得其振动周期为:令水2T?2???2?m/?水gl2
2、解:与简谐振动方程的标准形式
x?Acos(?t??)比较可知:
振幅:A=0.40m
?1??0.70(rad?s),故周期 角频率:
2?T???8.97(s)
?0.72??频率:??2??0.111(HZ)
???0.30(rad)初位相:
3、解:
设 简谐振动的表达式为:
x?Acos(?t??)
角速度:??k15??12.2(s?1) m0.1A、?由初始条件决定,再由
(?0.82)?2A?x0?2?0.05??8.38?10(m)2?12.222v022v0?0.82??arctg(?)?arctg(?)?arctg1.34?0.93,?2.21rad?x012.2?0.05 由
于
x0?Acos??0.05m?0,故
??0.93rad
于是,以平衡位置为原点所求简谐振动的表达式应为
m
4、解:(1) 取平衡位置为坐标原点。设位移
x?Acos(?t??表达式为:),
其中 A=0.12m,??2?/T??S,
用矢量图来求初相φ。
?1
由初始条件,t=0时x0=0.06m=A/2,质点向x正向运动,可画出如图(a)所示的旋转矢量的初始位置(图中略去了参考圆),从而得出谐振动的运动方程为
。于是此简
(2) 此简谐振动的速度为
加速度为
将 代入谐振方程、速度和加速度的表达式可分别得质点在t=0.5s时的位移为: x=0.104m
速度为: 加速度为:
此时刻旋转矢量的位置如图(b)所示。
5、解:由旋转矢量法解。
把合振动改写为 :
2
t=0时振动合成的矢量图(如右上)。由于图中的直角三角形OPQ正好满足“勾三股四弦五”的条件,于是可直接由勾股定理得到第二个分振动的振幅,即它的旋转矢量A2的长度A2=0.5。亦可直接得到第二个分振动的初相位,即旋转矢量A2与x轴的夹角
,故第二个分振动
为
6、解:(1)由机械能守恒定律:
x?0.4cos(?t??)
E?EK0?EP0得A=
振
12?KA2,
幅
为
:
2(EK0?EP0)2(0.2?0.6)??0.253(m)K25
12EK0?EP0(2)由题意:EEP?2kx? 2x?EP0?EK00.2?0.6??0.179(m) K25(3)当x?A/2时, 势
EP?能
1A111K()2?KA2?(EK0?EP0)?(0.2?0.6)?0.222844(J)
波 动 一、 选择题:
1、C 2、B 3、B 4、c