问题
问答题
如图所示,现在用外力F压缩B并保持其静止,不计摩擦和空气阻力,设弹簧的劲度系数为k,在距离地面高H处的地方,把小球A以初速度v0=10m/s水平抛出,与此同时把球B由静止释放,已知球B在水平面上作周期为T的简谐运动,当A落地时,B恰好将弹簧压缩成最短,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)物体B振动时的振幅;
(2)H的高度;
(3)物体A落地时的速度.
答案
(1)对物体B:设此时弹簧伸长即振幅A,则F=kA,
得振幅A=F k
(2)物体B将弹簧压缩成最短经历时间为:t=(
+n)T(n=0、1、2…)1 2
得H=
gt2=1 2
(n=0、1、2…)(1+2n)2gt2 8
(3)物体A落地时,
vx=v0
vy=gt=
gT(n=0,1,2…)2n+1 2
速度v为:
v=
=v02+vy2
(n=0,1,2…)v02+ (2n+1)2g2T2 4
答:(1)物体B振动时的振幅为
;F k
(2)H的高度为
(n=0,1,2…);(1+2n)2gt2 8
(3)物体A落地时的速度为
(n=0,1,2…).v02+ (2n+1)2g2T2 4