如圖5-9所示,豎直懸掛的輕彈簧下端系著A、B兩球,其質量mA=0.1kg、mB=0.5kg.靜止時彈簧伸長15cm.若剪斷A、 B間的細線,則A作簡諧運動時的振幅和最大加速度為多少?g=10m/s2.

12.5cm ,50m/s2


解析:

由兩球靜止時的力平衡條件,得彈簧的勁度系數(shù)為

=40N/m.

剪斷A、B間細線后,A球靜止懸掛時的彈簧的伸長量為

=2.5cm.

彈簧下端的這個位置就是A球振動中的平衡位置.

懸掛B球后又剪斷細線,相當于用手把A球下拉后又突然釋放.剛剪斷細線時彈簧比比靜止懸掛A球多伸長的長度就是振幅,即

A=x=xA=15cm-2.5cm=12.5cm.

振動中A球的最大加速度為

=50m/s2

練習冊系列答案
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一根長約l的均勻細桿可以繞通過其一端的水平軸O在豎直平面內轉動,桿最初處在水平位置.桿上距O為a處放有一小物體B(可視為質點),桿與其上小物體最初均處于靜止狀態(tài),如圖5-9所示.若此桿突然以勻角速度ω繞O軸轉動,問當ω取什么值時,小物體與桿可能相碰?

圖5-9

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圖5-9                    圖5-10

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圖9

(1)若用水平力F1沿桿向右拉A,使A由圖示位置向右極緩慢地移動0.5 m,則該過程中拉力F1做了多少功?

(2)若用水平力F2沿桿向右拉A,使B以1 m/s的速度勻速上升,則在B經(jīng)過圖示位置上升0.5 m的過程中,拉力F2做了多少功?

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在一個圓柱形的、豎直的井里存有一定量的水,井的側面和底面都是密閉的,在井中固定地插著一根兩端開口的薄壁圓管,管和井共軸,管下端未觸及井底。在圓柱內有一不漏氣的活塞,它可沿圓管上下滑動。開始時,管內外水面相齊,且活塞恰好接觸水面,如圖5—90所示,現(xiàn)有卷揚機通過繩子對活塞施加一個向上的力F,使活塞緩慢向上移動。已知管筒半徑r=0.100m,井的半徑R=2r,水的密度ρ=1.00×103kg/m3,大氣壓p0=1.00×105Pa,求活塞上升H=9.00m的過程中拉力F所做的功。(井和管在水面以上及水面以下的部分都足夠長,不計活塞質量,不計摩擦,重力加速度g取10m/s2

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