理论教育 轻质弹簧简谐振动,振动方程、相位分析

轻质弹簧简谐振动,振动方程、相位分析

时间:2023-11-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:9-2轻质弹簧下挂一个小盘,小盘做简谐振动,平衡位置为原点,位移向下为正,并采用余弦表示。9-3一弹簧振子沿x轴做简谐振动,已知弹簧的劲度系数k=15.5 N/m,物体质量m=0.1 kg,在t=0 s时刻物体对平衡位置的位移x0=0.05 m,速度v0=-0.628 m/s。9-4如下图所示,三条曲线分别表示简谐振动中的位移x、速度v和加速度a。9-6一质点做简谐振动的振动曲线如下图所示,写出它的振动方程,并指出点a、b、c、d、e对应的相位。

轻质弹簧简谐振动,振动方程、相位分析

9-1 在一竖直悬挂的弹簧下系一质量为m的物体,再用此弹簧改系一质量为4m的物体,最后将此弹簧截断为两个等长的弹簧并联后悬挂质量为m的物体,则这3个系统的周期之比为____________________。

9-2 轻质弹簧下挂一个小盘,小盘做简谐振动,平衡位置为原点,位移向下为正,并采用余弦表示。当小盘处在最低位置时有一小物体落到小盘上并粘住。如果以新的平衡位置为原点,设新的平衡位置相对原平衡位置向下移动的距离小于原振幅,小物体与小盘相碰为计时零点,那么新的位移表示式的初相位在( )。

9-3 一弹簧振子沿x轴做简谐振动,已知弹簧的劲度系数k=15.5 N/m,物体质量m=0.1 kg,在t=0 s时刻物体对平衡位置的位移x0=0.05 m,速度v0=-0.628 m/s。请写出此弹簧振子的振动方程。

9-4 如下图所示,三条曲线分别表示简谐振动中的位移x、速度v和加速度a。下列说法中正确的是( )。

A)曲线3、1、2分别表示x、v、a曲线

B)曲线2、1、3分别表示x、v、a曲线

C)曲线1、3、2分别表示x、v、a曲线

D)曲线2、3、1分别表示x、v、a曲线

E)曲线1、2、3分别表示x、v、a曲线

9-5 一质点沿x轴以x=0为平衡位置做简谐振动,频率为0.25 Hz。t=0时,x=-0.37 cm,速度等于零,则振幅为________________,振动方程为__________________。(www.daowen.com)

9-6 一质点做简谐振动的振动曲线如下图所示,写出它的振动方程,并指出点a、b、c、d、e对应的相位。

9-9 一质点同时参与两个同方向同频率的简谐振动,它们的振动方程分别为x1=6cos(2t+π/6),x2=8cos(2t-π/3),(单位为cm),试用旋转矢量法求出合振幅。

9-10 一质点做简谐振动,其振动方程为x=Acos(ωt+φ),在求该质点的动能时,得出下面5个结果:

其中m为质点的质量,k为弹簧的劲度系数,T是振动周期,这些结果中正确的是( )。

A)(1)、(2) B)(2)、(4)

C)(1)、(5) D)(3)、(5)

E)(2)、(5)

9-11 一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k=25 N/m,初始动能为0.2 J,初始势能为0.6 J,则其振幅为________________;位移x=_________________时,动能与势能相等;位移是振幅的一半时,势能是_____________________。

9-12 如下图所示,有一水平弹簧振子,弹簧的劲度系数k=24 N/m,重物的质量m为6 kg,重物静止在平衡位置上,设以一水平恒力F=10 N向左作用于物体(不计摩擦),使之由平衡位置向左运动了0.05 m,此时撤去力F,当物体运动到左方最远位置时开始计时,求物体的振动方程。

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