分析 根据物体做简谐振动的条件,物体受到的回复力的大小满足:F=-kx即可判定.
解答 解:设水的密度是ρ1,木块的密度是ρ2,木块排开水的体积:${V}_{1}=\frac{m}{{ρ}_{1}}$,木块的体积:${V}_{2}=\frac{m}{{ρ}_{2}}$,浸入水中的木块的高度:${h}_{0}=\frac{{V}_{1}}{S}$
设木块在外力的作用下向下的位移是:△x,则撤去外力后,木块受到的浮力:F浮=ρ1S(h0+△x)g=ρ1Sh0g+ρ1S△xg=mg+ρ1Sg•△x
木块受到的合外力:F合=F浮-mg=ρ1Sg•△x,方向向上;
同理可得,木块浸入水中的深度小于h0的差为△x时,受到的合外力仍然是:ρ1Sg•△x,方向向下.
(1)综上可知,木块在深度为h0上下受到的合外力总是与它的位移△x成正比,方向与位移的方向相反,满足F=-k△x.
所以,若木块上下振动的范围比较小,水的阻力可以忽略不计时,木块的振动是简谐运动;
(2)若木块上下振动的范围比较大,水的阻力不可以忽略不计时,木块向下的位移为△x时,受到的合外力:F′=ρ1Sg•△x-f阻,方向向上;
木块浸入水中的深度小于h0的差为△x时,受到的合外力仍然是:F′=ρ1Sg•△x-f阻,方向向下,不满足F=-k△x.木块的振动不是简谐运动.
答:若木块上下振动的范围比较小,水的阻力可以忽略不计时,木块的振动是简谐运动;若木块上下振动的范围比较大,水的阻力不可以忽略不计时,木块的振动不是简谐运动.
点评 该题将阿基米德定律与对问题的受力分析相结合,考查物体做简谐振动的条件相结合,属于将物理学的知识与生活中的现象相结合的题目.解答的关键是正确对木块进行受力分析,得出F=-kx的表达式.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 位置1 | B. | 位置2 | C. | 位置3 | D. | 三个位置都有 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 保持K闭合,把C板向右平移一些后,a减小 | |
B. | 保持K闭合,把C板向右平移一些后,a变大 | |
C. | 断开电键K,把C板向右平移一些后,a变小 | |
D. | 断开电键K,把C板向右平移一些后,a变大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 磁感线从磁体的N极发出,终止于S极 | |
B. | 电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷 | |
C. | 电场线和磁感线都是在空间实际存在的闭合的曲线 | |
D. | 根据电场强度的定义式E=$\frac{F}{q}$,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 甲粒子带正电、乙束粒子带负电 | |
B. | 甲粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 | |
C. | 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{1}}$ | |
D. | 若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为5:3 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 点电荷Q一定在AB的连线上 | |
B. | 点电荷Q不一定在CD的连线上 | |
C. | 将正试探电荷从C点搬运到A点,电场力做负功 | |
D. | 将正试探电荷从C点搬运到B点,电场力做正功 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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