在光滑的水面上有一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子質(zhì)量為M，振子的最大速度為v0，如圖所示，當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到最大位移為A的時(shí)刻把質(zhì)量為m的物體輕放其上則

(1)要保持物體和振子一起振動(dòng)，二者間動(dòng)摩擦因數(shù)至少為多大?

(2)一起振動(dòng)時(shí)，二者過平衡位置的速度多大?振幅又是多大?

 

 

答案：
解析：

放物體前其最大回復(fù)力大小F=kA.振動(dòng)的機(jī)械能為

(1)放上物體m后，一起振動(dòng)的最大加速度大小為

對(duì)物體m而言，所需要的回復(fù)力是M施予的靜摩擦力，則放上時(shí)加速度最大，所需的靜摩擦力亦最大，設(shè)最大靜摩擦力大小為μmg，則當(dāng)滿足,μmg≥ma時(shí)，兩者可一起振動(dòng)，即

(2)當(dāng)兩者一起振動(dòng)時(shí)，機(jī)械能守恒，過平衡位置時(shí)，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，彈性勢(shì)能為零，則

物體和振子在最大位移處，動(dòng)能為零，勢(shì)能最大，這個(gè)勢(shì)能與沒有放物體前相同，所以彈簧的最大形變是不變的，即振幅仍為A.

 

 


提示：

簡(jiǎn)諧振動(dòng)

 


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?泗陽縣一模） （選做題）本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分．
A．（選修3-3模塊）
（1）以下說法中正確的是
A．物體內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量
B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映
C．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)均是分子力作用的表現(xiàn)
D．液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化
（2）如圖所示，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m，活塞面積10cm2，大氣壓強(qiáng)1.0×105Pa，物重50N，活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)，緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞剛好升到缸口，封閉氣體吸收了60J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做功10J的功，則封閉氣體的壓強(qiáng)將
不變
不變
選填“增加”、“減小”或“不變”），氣體內(nèi)能變化量為
50
50
J．
（3）用油膜法測(cè)量分子大小的實(shí)驗(yàn)中，將濃度為的一滴油酸溶液，輕輕滴入水中，穩(wěn)定后形成了一層單分子油膜，測(cè)得一滴油酸溶液的體積為V0，形成的油膜面積為S，則油酸分子的直徑約為多少？如果把油酸分子看成是球形的，該滴油酸分子數(shù)約為多少？
B．（選修3-4模塊）
（1）下列說法中正確的有
A．不管光源與觀察者是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者觀察到的光速是不變的
B．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象
C．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象
D．聲源向靜止的觀察者運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
（2）如圖1所示為一個(gè)向右傳播的t=0時(shí)刻的橫波波形圖，已知波從O點(diǎn)傳到D點(diǎn)用0.2s，該波的波速為
10
10
 m/s，頻率為
2.5
2.5
 Hz；t=0時(shí)，圖中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各質(zhì)點(diǎn)中，向y軸正方向運(yùn)動(dòng)的速率最大的質(zhì)點(diǎn)是
D
D

（3）圖2示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R=20cm，折射率為
3
，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：
①光在圓柱體中的傳播速度；
②距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線，折射后恰經(jīng)過B點(diǎn)．
C．（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是
A．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動(dòng)特性
B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D．天然放射性元素的半衰期與環(huán)境的溫度有關(guān)
（2）90234Th是不穩(wěn)定的，能自發(fā)地發(fā)生衰變．
①完成90234Th衰變反應(yīng)方程90234Th→91234Pa+．
②90234Th衰變?yōu)?SUB>86222Rn，共經(jīng)過
3
3
  次α衰變，
2
2
 次β衰變．
（3）光滑水平上有A、B兩輛小車，A、B兩車上分別固定一根條形磁鐵和兩根條形磁鐵（條形磁鐵是相同的），已知A車（包括車上的磁鐵）的質(zhì)量是B車（包括車上的磁鐵）質(zhì)量的4倍，當(dāng)A車以已知速度v向靜止的B車運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)它們之間的距離縮短到某一極限值后又被彈開，然后各自以新的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)作用前后它們的軌跡在同一直線上，求當(dāng)A、B之間距離最短時(shí)它們各自的速度．

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科目：高中物理 來源：2011年江蘇省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

 （選做題）本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分．
A．（選修3-3模塊）
（1）以下說法中正確的是
A．物體內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量
B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映
C．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)均是分子力作用的表現(xiàn)
D．液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化
（2）如圖所示，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m，活塞面積10cm2，大氣壓強(qiáng)1.0×105Pa，物重50N，活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)，緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞剛好升到缸口，封閉氣體吸收了60J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做功10J的功，則封閉氣體的壓強(qiáng)將______選填“增加”、“減小”或“不變”），氣體內(nèi)能變化量為______J．
（3）用油膜法測(cè)量分子大小的實(shí)驗(yàn)中，將濃度為的一滴油酸溶液，輕輕滴入水中，穩(wěn)定后形成了一層單分子油膜，測(cè)得一滴油酸溶液的體積為V，形成的油膜面積為S，則油酸分子的直徑約為多少？如果把油酸分子看成是球形的，該滴油酸分子數(shù)約為多少？
B．（選修3-4模塊）
（1）下列說法中正確的有
A．不管光源與觀察者是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者觀察到的光速是不變的
B．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象
C．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象
D．聲源向靜止的觀察者運(yùn)動(dòng)，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
（2）如圖1所示為一個(gè)向右傳播的t=0時(shí)刻的橫波波形圖，已知波從O點(diǎn)傳到D點(diǎn)用0.2s，該波的波速為______ m/s，頻率為______ Hz；t=0時(shí)，圖中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各質(zhì)點(diǎn)中，向y軸正方向運(yùn)動(dòng)的速率最大的質(zhì)點(diǎn)是______
（3）圖2示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R=20cm，折射率為，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：
①光在圓柱體中的傳播速度；
②距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線，折射后恰經(jīng)過B點(diǎn)．
C．（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是
A．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動(dòng)特性
B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D．天然放射性元素的半衰期與環(huán)境的溫度有關(guān)
（2）90234Th是不穩(wěn)定的，能自發(fā)地發(fā)生衰變．
①完成90234Th衰變反應(yīng)方程90234Th→91234Pa+．
②90234Th衰變?yōu)?sub>86222Rn，共經(jīng)過______  次α衰變，______ 次β衰變．
（3）光滑水平上有A、B兩輛小車，A、B兩車上分別固定一根條形磁鐵和兩根條形磁鐵（條形磁鐵是相同的），已知A車（包括車上的磁鐵）的質(zhì)量是B車（包括車上的磁鐵）質(zhì)量的4倍，當(dāng)A車以已知速度v向靜止的B車運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)它們之間的距離縮短到某一極限值后又被彈開，然后各自以新的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)作用前后它們的軌跡在同一直線上，求當(dāng)A、B之間距離最短時(shí)它們各自的速度．

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