C到O或从B到O阶段,回复力减小,质点的加速度大小也减小,D正确。
答案:AD5.一平台沿竖直方向做简谐运动,一物体置于振动平台上随平台一起运动,当振动平台处于什么位置时,物体对平台的压力最大A.当振动平台运动到最高点时B.当振动平台向下运动过振动中心时C.当振动平台运动到最低点时D.当振动平台向上运动过振动中心时解析:物体随平台在竖直方向振动过程中,仅受两个力作用:重力和台面支持力。由这两个力的合力作为振动的回复力,并产生始终指向平衡位置的加速度。物体在最高点a和最低点b时,所受回复力和加速度的大小相等,方向均指向O点,如图所示。
根据牛顿第二定律得最高点mg-FNa=ma;最低点FNb-mg=ma;
f平衡位置FNO-mg=0;所以FNbFNOFNa。即当振动平台运动到最低点时,平台对物体的支持力最大,根据牛顿第三定律,此时物体对平台的压力最大。答案:C6.甲、乙两水平弹簧振子的弹簧劲度系数相同,振动图象如图3所示,则可知
图3
两弹簧振子所受回复力最大值之比为F甲∶F乙=________,振子的振动频率之比f甲∶f
乙=________。
解析:由图可知,T
甲=20
s,T
乙=10
s,故
f
甲∶f
11乙=T甲∶T乙=1∶2,又
F
甲=k
甲A
甲,F乙=k乙A乙,又k甲=k乙,故F甲∶F乙=A甲∶A乙=10∶5=2∶1。
答案:2∶11∶2
7.做简谐运动的物体经过A点时,加速度的大小是2ms2,方向指向B点;当它经过
B点时,加速度的大小是3ms2,方向指向A点。若AB之间的距离是10cm,它的平衡位置
离A点________cm。
解析:由题意可知,A、B分别在平衡位置的两侧,设A点离平衡位置x1cm,B点离平衡
位置x2cm,
在A点:kx1=ma1
在B点:kx2=ma2
两式相除得:
x1x2=a1a2=23
又x1+x2=10cm
得x1=4cm,x2=6cm。
答案:4
8如图4所示,质量为m的物体A放在质量为M的物体B上,B
与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐运动,振动过程中A、B
之间无相对运动。设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位
移为x时,A、B间摩擦力的大小等于________。
图4
解析:A随B一起做简谐运动,所需回复力由B对A的静摩擦力提供。对A、B整体a
=Mk+xm,对A物体Ff=ma=Mm+kxm。
fmkx答案:M+m
9如图5所示,在竖直悬挂的劲度系数为k的轻弹簧下端挂一个质量为m的小
球,用一个竖直向下的力将小球竖直拉向下方,当小球静止时拉力的大小为F,若
撤去拉力,小球便在竖直面内做简谐运动,求:
图5
1小球在最低点受到弹簧对它的弹力的大小;
2小球r