问题 问答题

小球做匀速圆周运动,则小球按如图所示的方式在墙上形成的投影的运动是简谐运动,这是可以证明的结论.证明一个运动是简谐运动的一个判定式是a=-kx,a为作简谐运动物体的加速度.假如,此质点的质量是m,圆半径是R,匀速圆周运动的线速度大小是v,则反映此投影是简谐运动的式子a=-kx中的k是多少?

答案

证明:

据题意,圆心的投影O便是投影做简谐运动的平衡位置,过O点向上为x轴.投影的加速度为a等于小球向心加速度的分量a1

如答图所示,设此时投影离平衡位置的位移的大小为x,而投影的坐标为x,则:a=a1=

v2
R
sinθ,sinθ=
x
R

a=

v2
R2
x=-
v2
R
•x

所以式中的k为

v2
R 

故可证明.

选择题
单项选择题