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一水平弹簧振子质量为m,弹簧倔强强系数为k,若振子在它平衡位置右边正方向处开始以v的速度向平衡位置运动,试用上述量表示:圆频度ω、频率f、周期T、振幅A、初相、最大速度、最大

题目详情
一水平弹簧振子质量为m,弹簧倔强强系数为k,若振子在它平衡位置右边正方向处开始以v的速度向平衡位置运动,试用上述量表示:圆频度ω、 频率f、周期T、振幅A、初相、最大速度、最大加速度。____
▼优质解答
答案和解析
【分析】由简谐振动中角频率与振子质量、簧倔强强系数之间的关系,可求其角频率。
\n由圆周运动中角速度、频率、周期的关系,可求以上物理量。
\n弹簧振子在振动过程中发生动能与弹性势能之间的转化,当振子达到最远点(即振幅位置)时,振子的动能全部转化为弹簧的弹性势能,由题中条件即可求得振子的振幅。
\n通过以上求解,可以写出振动的方程,由振动方程即可求解其余物理量。
简谐振动的周期为:
\n  
\n又,所以:
\n  
\n所以:
\n  
\n  
\n  
\n根据机械能守恒定律:
\n  
\n得振幅:
\n  
\n从振动方程:
\n  中可知:
\n当t=0时,有:
\n  
\n所以:
\n  
\n  
\n  
【点评】简谐运动是在忽略摩擦阻力等因素的前提下的理想模型,所以在振子的振动过程中能量是守恒的,如果考虑其它阻力等因素的影响,物体则做阻尼振动,其能量越来越小,即振动的振幅越来越小。
\n通过解出振动方程,是求解一些物理量最好的方法,实际上匀速圆周运动在其某一直径上的分速度也做简谐运动。
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