质量为10×10-3kg的小球与轻弹簧组成的系统,按的规律作振动,式中t以秒(s)计,x以米(m)计.求: (1)振动的圆频率、周期、振幅、初位相; (2)振动的速度、加速度的最大值; (3)最大回复力、振动能量、平均动能和平均势能。
正确答案:
(1)比较简谐振动的标准方程:x=Acos(ωt+θ),
可知圆频率为:ω=8π,周期T=2π/ω=1/4=0.25(s),振幅A=0.1(m),初位相θ=2π/3.
(2)速度的最大值为:vm=ωA=0.8π=2.51(m∙s-1);
加速度的最大值为:am=ω2A=6.4π2=63.2(m·s-2).
(3)弹簧的倔强系数为:k=mω2,最大回复力为:f=kA=mω2A=0.632(N);
振动能量为:E=kA2/2=mω2A2/2=3.16×10-2(J),
平均动能和平均势能为:kpEE=kA2/4=mω2A2/4=1.58×10-2(J).
可知圆频率为:ω=8π,周期T=2π/ω=1/4=0.25(s),振幅A=0.1(m),初位相θ=2π/3.
(2)速度的最大值为:vm=ωA=0.8π=2.51(m∙s-1);
加速度的最大值为:am=ω2A=6.4π2=63.2(m·s-2).
(3)弹簧的倔强系数为:k=mω2,最大回复力为:f=kA=mω2A=0.632(N);
振动能量为:E=kA2/2=mω2A2/2=3.16×10-2(J),
平均动能和平均势能为:kpEE=kA2/4=mω2A2/4=1.58×10-2(J).
答案解析:有
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