在光滑水平面上,用两根劲度系数分别为k1、k2的轻弹簧系住一个质量为m的小球的两端.开始时,两弹簧均处于原长,后使小球向左偏离x后放手,可以看到小球将在水平面上作往复振动.试问小球是否作简谐运动?.
为了判断小球的运动性质,需要根据小球的受力情况,找出回复力,确定它能否写成F=-kx的形式. 以小球为研究对象,竖直方向处于力平衡状态,水平方向受到两根弹簧的弹力作用.设小球位于平衡位置O左方某处时,偏离平衡位置的位移为x,则 左方弹簧受压,对小球的弹力大小为 f1=k1x,方向向右. 右方弹簧被拉伸,对小球的弹力大小为 f2=k2x,方向向右. 小球所受的回复力等于两个弹力的合力,其大小为 F=f1+f2=(k1+k2)x,方向向右. 令k=k1+k2,上式可写成 F=kx. 由于小球所受回复力的方向与位移x的方向相反,考虑方向后,上式可表示为 F=-kx. 所以,小球将在两根弹簧的作用下,沿水平面作简谐运动.
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简谐振动的原理。 |
科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038
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图9-9-9
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