Question

【題目】如圖所示，把一個(gè)有孔的小球裝在輕質(zhì)彈簧一端，彈簧的另一端固定，小球穿在光滑的桿上，能夠自由滑動(dòng)。若用拉力將小球向右緩慢拉離平衡位置，當(dāng)拉力為8N時(shí)，小球偏離平衡位置的距離為4cm，在此處由靜止釋放小球，小球開始做簡諧運(yùn)動(dòng)。以小球的平衡位置為原點(diǎn)，向右為正方向建立x軸描述小球振動(dòng)過程中的位移。已知小球的質(zhì)量為0.2kg，不計(jì)彈簧質(zhì)量和一切阻力。

（1）求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大加速度大小。

（2）畫出小球又釋放點(diǎn)回到平衡位置的過程中彈簧彈力隨位移變化的圖象，并計(jì)算這個(gè)過程中彈簧彈力做的功。

（3）求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大速度大小。

Answer 1

【答案】（1）40m/s2（2）圖像見解析；0.16J；（3）

【解析】

（1）求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大加速度大小：

（2）畫出小球又釋放點(diǎn)回到平衡位置的過程中彈簧彈力隨位移變化的關(guān)系為F=kx，其中的 圖象，即F=200x；圖像如圖；

這個(gè)過程中彈簧彈力做的功 。

（3）小球在平衡位置時(shí)速度最大，則：

解得