如图所示,一质量不计的轻质弹簧竖立在地面上,弹簧的上端与盒子A连接在一起,下端固定在地面上.盒子A内腔为正方体,一直径略
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解题思路:系统处于平衡位置时,弹簧压缩△x1,由2mg=k△x1,求得压缩量,从而求出振幅,小球B运动到平衡位置时速度最大,从最高点到平衡位置的过程中,弹力做的正功与负功相等,总功为零,由动能定理即可求解最大速度.

(1)系统处于平衡位置时,弹簧压缩△x1,由2mg=k△x1,得

△x1=[2mg/k=

2×2×10

400]m=0.10 m,

盒子的振幅为H=△x1+△x2=0.10 m+0.10 m=0.20 m

(2)方向向下.

(3)小球B运动到平衡位置时速度最大,从最高点到平衡位置的过程中,弹力做的正功与负功相等,总功为零,

由动能定理,得2mgH+0+△Ek=[1/2]•2m•vm2,

解得:vm=

2gH=

2×10×0.20m/s=2 m/s.

答:(1)盒子A做简谐运动的振幅为0.20 m;

(2)盒子A运动到最高点时,盒子A对金属小球B的作用力方向向下;

(3)金属小球B的最大速度为2m/s.

点评:

本题考点: 简谐运动的振幅、周期和频率.

考点点评: 本题主要考查了简谐运动的特点及动能定理的直接应用,难度适中.

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