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如图11-3-7所示,质量为m的砝码,悬挂在轻质弹簧的下端,砝码在竖直方向上自由振动.证明砝码做简谐运动.

图11-3-7

设弹簧的劲度系数为k,当砝码在平衡位置时,弹簧伸长x0,此时,mg-kx0=0,即kx0=mg,如图甲所示,当砝码经过任意位置时,受力情况如图乙所示,此时弹簧的伸长量为x0+x,砝码所受合力为:

f=mg-k(x0+x)=-kx,所以f=-kx( x是质点离开平衡位置的位移),f与x方向总相反,所以砝码的运动为简谐运动.


解析:

做简谐运动物体受力特征f=-kx,因而只要证明回复力与位移大小成正比,方向相反就证明了该物体的振动是简谐运动.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图11-3-7所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,平衡位置为O,已知振子的质量为M,若振子运动到B处时将一质量为m的物体放在M的上面,且m和M无相对运动而一起运动,下述正确的是(    )

11-3-7

A.振幅不变              B.振幅减小

C.最大动能不变        D.最大动能减少

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图11-3-7所示,矩形线圈长为L、宽为h、电阻为R,质量为m,在空气中竖直向下落一段距离后(空气阻力不计),每进入一宽度为h、磁感应强度为B的匀强磁场中.线圈进入磁场时的动能为Ek1,线圈刚穿出磁场时的动能为Ek2,这一过程中产生的热量为Q,线圈克服磁场力做的功为W1,重力做的功为W2,线圈重力势能的减少量为ΔEp.则下列关系不正确的是(    )

图11-3-7

A.Q=Ek1-Ek2             B.Q=W2-W1                   C.Q=W1                  D.W2=Ek2-Ek1

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图11-3-7所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,平衡位置为O,已知振子的质量为M,若振子运动到B处时将一质量为m的物体放在M的上面,且m和M无相对运动而一起运动,下述正确的是(    )

图11-3-7

A.振幅不变            B.振幅减小

C.最大动能不变        D.最大动能减少

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图11-3-7所示,一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,以某时刻作为计时零点(t=0),经过T/4,振子具有正方向的最大加速度,那么,下图中四个振动图线中正确反映了振子的振动情况的图线是(    )

图11-3-7

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