问题 计算题

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、A'之间来回滑动,A、A'点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ,θ很小。图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻,试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息,求:

(1)容器的半径;

(2)小滑块的质量;

(3)滑块运动过程中的守恒量。

答案

解:(1)由图线可直接读出波长λ=4m

当波向右传播时,,周期T为

则波速为:(n=0,1,2,3...)

当波向左传播时,,周期T为

则波速为:(n=0,1,2,3...)

由图乙得小滑块做简谐振动的周期:

,得m

(2)在最高点A,有

在最低点B,有

从A到B,滑块机械能守恒,有

解得:

(3)滑块机械能守恒:

填空题
单项选择题