如图所示的系统中,弹簧的劲度系数为k=39.2N/m,置于上面的物体质量m=0.1kg,置于下面的物体质量M=0.2kg

如图所示的系统中,弹簧的劲度系数为k=39.2N/m,置于上面的物体质量m=0.1kg,置于下面的物体质量M=0.2kg.两物体之间的最大静摩擦力fmax=0.196N.M与水平面之间是光滑的.若使两物体一起做简谐运动,要求
(1)画出该振动系统在平衡位置时下面物体的受力分析图
(2)该系统振动的最大振幅是多大.
zxzx1022690 1年前 已收到1个回答 举报

蝶翅轻舞01 幼苗

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解题思路:在最大位移处,加速度最大,静摩擦力最大,根据牛顿第二定律列方程即可.

(1)该振动系统在平衡位置时下面物体的受力分析图

(2)由此考虑临界状态,即m正好不发生打滑,这种情况下的振幅就是所求的最大振幅.
此时m 受最大静摩擦力的作用,最整体分析,M和m这一系统受到的合力就是弹簧的作用力,即F=kA,由牛顿运动定律得:
对m:fmax=ma
对整体:kA=(M+m)a
得到系统振动的最大振幅为:A=
(M+m)fmax
km=1.5×10−2m
答:(1)如图;
(2)该系统振动的最大振幅是0.015m.

点评:
本题考点: 简谐运动的回复力和能量.

考点点评: 本题关键明确当位移x变大时,静摩擦力变大,然后根据牛顿第二定律并结合整体法和隔离法列式求解.

1年前

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