如图所示,一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子A放在倾角为θ=300的光滑固定斜面上,下端

2025-05-05 10:17:16
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回答1:

(1)振子在平衡位置时,所受合力为零,
设此时弹簧被压缩△x
(mA+mB)gsinθ=k△x.
解得△x=

(mA+mB)gsinθ
k
=
20×
1
2
100
=0.1m=10cm

释 放时振子处在最大位移处,故振幅A为:A=10cm+10cm=20cm
(2)由于开始时弹簧的伸长量恰等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量,
故弹簧势能相等,设振子的最大速率为v,
从开始到平衡位置,根据机械能守恒定律:
(mA+mB)gA?sinθ=
1
2
(mA+mB)v2
解得v=
2gAsinθ
2×10×0.2×
1
2
m/s=1.4m/s.
(3)在最高点振子受到的重力分力和弹力方向相同,根据牛顿第二定律:
a=
k△x+(mA+mB)gsinθ
mA+mB
=10m/s2
A对B的作用力方向向下,其大小FN为:FN1=mBa-mBgsinθ=5N.
答:(1)盒子A的振幅为20cm.
(2)金属圆球B的最大速度为1.4m/s.
(3)盒子运动到最高点时,盒子A对金属圆球B的作用力大小为5N.