如圖所示,一勁度系數為k的輕彈簧,下端被固定在水平地面上,上端與質量為m的小球(可視為質點)相連,開始時小球靜止于O點。現用一豎直向上的拉力將小球緩慢拉至P點,此時彈簧恢復原長。t=0時刻撤去拉力,小球由靜止開始做簡諧運動,經Δt時間第一次回到O點,已知彈簧的形變量為x時,彈性勢能為EP=12kx2,重力加速度為g。求:
(1)小球的振幅A;
(2)小球的振動方程(選豎直向上為正方向);
(3)小球振動速度的最大值vm。
E
P
=
1
2
k
x
2
【答案】(1)小球的振幅A=,
(2)小球的振動方程x=,或者x=,
(3)小球振動速度的最大值vm==,或=,vm=
mg
k
(2)小球的振動方程x=
mg
k
sin
(
π
2
Δ
t
t
+
π
2
)
mg
k
sin
(
k
m
t
+
π
2
)
(3)小球振動速度的最大值vm=
2
g
x
0
-
k
x
2
0
m
m
k
g
1
2
k
A
2
1
2
m
v
2
m
m
k
g
【解答】
【點評】
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