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水平放置的弹簧振子,质量为0.2kg,当它做简谐运动时,运动到平衡位置左侧...
1、它运动到平衡位置右侧40cm时它的回复力为8N、方向向左。所以此时它的加速度为8/0.2m/s2=40m/s方向向左。
2、即F=k*X。振子在左侧2厘米时受力4N,那么在右侧2厘米时,同样受力4N,所以在4厘米处,受力是8N,方向是指向平衡位置的,所以a=8/0.2=40,方向指向平衡位置。其实对于弹簧振子来说,它在不平衡位置都是受到指向平衡位置的的力,故加速度方向也是指向平衡位置,只不过有时在加速,有时在减速而已。
3、个人意见,仅供参考。做简谐运动的物体,在相同的时间内运动的位移不一定相同。以水平弹簧振子为例,当振子从振幅位置运动到平衡位置的位移,与接下了从平衡位置运动到负振幅位置的位移相同。而接下来,从负振幅位置返回平衡位置的位移,与上一个位移大小相同,方向相反。
4、不一定受力平衡。如单摆,运动至平衡位置时,速度不为零,有向心加速度,必须有一个合力做向心力,即拉力大于重力。受力不平衡。当然,此时回复力为零。如水平放置的弹簧振子,竖直方向受力总平衡,水平方向的弹簧弹力做回复力。运动至平衡位置时,回复力为零。总的合力也为零。
简谐运动中的弹簧振子的弹簧质量为什么要忽略
忽略弹簧质量能简化问题,只要考虑弹簧与振子的作用力对振子运动状态的影响,就能解出振子的运动方程了。如果弹簧的质量要计算进去,那么振子振动的同时,组成弹簧的各部分质点也在运动,且各质点的位置不同、速度不同、受力也不同,分析起来非常复杂。
相对于附加在弹簧末端的质点而言,弹簧的质量通常是可以忽略不计的。弹簧振子的振动特性将发生显著变化,弹簧质量的存在会导致振荡频率的变化,因此必须采用计算弹簧质量的新方程来求解弹簧振子。当弹簧质量较大时,振子的振幅与振周期将会发生巨大的变化,甚至导致振子失控。
弹簧振子是理想化的模型,系统中没有空气阻力,弹簧质量忽略。弹簧的弹力充当回复力,F回=kx,因此在弹簧振子在自由振动时做简谐运动。但弹簧振子亦可以在一个周期性的驱动力之下做受迫振动。
用来研究简谐振动的规律。弹簧振子的周期为T=2π√(m/k)其中K表示弹簧的劲度系数 m表示弹簧振子的质量。当振子经过平衡位置O时,橡皮泥与振子发生完全非弹性碰撞,有机械能损失。所以振幅会变小;由于振子总质量变大,而弹簧的劲度系数不变,所以,周期会变大。
如果不远小于小车的质量,那么弹簧质量不能忽略,弹簧相当于无数个振子组合而成的振动系,里面不仅要考虑到振子间的势能,还需要考虑到振子的动能,这个大学修物理专业才会学到。
(1)小球跟弹簧连接在一起,穿在一根杆上;(2)小球在杆上的滑动摩擦力可忽略不计,即视杆为光滑杆;(3)弹簧的质量比小球的质量小得多,可以忽略不计;(4)小球可视为质点。满足上述条件才能称之为弹簧振子。
弹簧振子的平衡位置
是物体所受回复力为零的位置。弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统,平衡位置是指物体所受回复力为零的位置。弹簧振子是一种理想化模型装置,球与杆之间的摩擦忽略,弹簧的质量与小球的质量相比忽略,该装置为弹簧振子。
须有初始条件:t=0 时,求x , 振子是向x正向还是负向运动。左图,向x负向运动--φ0为正 ;右图,向x正向运动--φ0为负。当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。
一平面简谐波在弹性媒质中传播时,媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大。如果一个质点在运动中所受的合外力是一个简谐力即合外力的大小与位移成正比且方向相反,那么我们称这个质点的运动是简谐振动。在弹簧振子模型中,比例系数k即为弹簧系数,或称倔强系数(劲度系数)。
弹簧振子,平衡位置在弹簧自由长度的位置处。或两端点的中点位置。如图所示,遇到这类简谐运动的题目应该怎么做?首先应该怎么思考呢?从哪里下手?抓不抓关键词?有什么解 30分 主要考虑,剪断瞬间弹簧的拉力,运动情况,自己上升到最高点的状态。
弹簧振子平衡位置规定为零位移处,稍微偏离平衡位置,振子总会受到指向平衡位置的恢复力,使振子回到平衡位置。平衡位置的位移是零,其他的地方位移就不是零了。如果不那么规定计算会比较麻烦,而如此规定了,计算就变得简单了。
竖直的弹簧振子,平衡位置就在合力为零的位置。这个位置既是合力为零的位置又是回复力为零的位置。但是有时候,合力为零和回复力为零的位置并不是同一个位置。例如,单摆,是一个简谐振动,这个简谐振动的平衡位置,是在单摆的最低点,但这个位置的合力并不等于零。
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