一个振动系统如图6-3所示。已知二根轻弹簧的劲度系数分别为k1 k2 且k1=k2=1000N.m-
一个振动系统如图6-3所示。已知二根轻弹簧的劲度系数分别为k1、k2,且k1=k2=1000N.m-1,木块的质量为M=4.99 kg。一颗质量m=10g的子弹以1000 m.s-1的速度射入木块,并嵌在其中,使系统做简谐振动。(1)求木块的振幅;(2)以子弹射入时为计时起点,写出系统的运动学方程。
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参考解答
正确答案:(1)两弹簧串联后等效一个弹簧因此等效弹簧的劲度系数为 (1) 已知作简谐振动的系统的整体质量为(m+M)因此由角频率的定义可得
(2)又因子弹射入木块并嵌在其中该系统在水平方向动量守恒可得mv=(m+M)v0 (3)即
(4) 又因为初始时刻位置为简谐振动的平衡位置x0=0因此所求振幅为
(5)(2)设水平向右为正方向则初始时刻x0=0v0<0因此初相
(6)将A、ω和ψ代入简谐振动的运动学方程可得
(1)两弹簧串联后等效一个弹簧,因此等效弹簧的劲度系数为(1)已知作简谐振动的系统的整体质量为(m+M),因此由角频率的定义可得(2)又因子弹射入木块并嵌在其中,该系统在水平方向动量守恒,可得mv=(m+M)v0(3)即(4)又因为初始时刻位置为简谐振动的平衡位置,x0=0,因此所求振幅为(5)(2)设水平向右为正方向,则初始时刻,x0=0,v0<0,因此初相(6)将A、ω和ψ代入简谐振动的运动学方程,可得
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