如果質點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比,并且總是指向平衡位置,即F=-kx,其中k是由系統(tǒng)本身特性決定的線性回復力常數(shù),那么質點的運動就是簡諧運動.
(1)圖1所示為一理想單擺,擺球的質量為m,擺長為L.重力加速度為g.請通過計算說明該單擺做簡諧運動的線性回復力常數(shù)k=?
(2)單擺做簡諧運動的過程中,由于偏角很小,因此可以認為擺球沿水平直線運動.
如圖2所示,質量為m的擺球在回復力F=-kx作用下沿水平的x軸做簡諧運動,若振幅為A,在平衡位置O點的速度為vm,試證明:12mv2m=12kA2.
(3)如圖3所示,兩個相同的理想單擺均懸掛在P點.將B球向左拉開很小的一段距離由靜止釋放,B球沿水平的x軸運動,在平衡位置O點與靜止的C球發(fā)生對心碰撞,碰撞后B、C粘在一起向右運動.已知擺球的質量為m,擺長為L.釋放B球時的位置到O點的距離為d.重力加速度為g.求B、C碰撞后它們沿x軸正方向運動的最大距離.
1
2
mv
2
m
1
2
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