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有一轻弹簧,原长L=0.50m,劲度系数k=100N/m,上端固定.在其下端挂一...

有一轻弹簧,原长L=0.50m,劲度系数k=100N/m,上端固定.在其下端挂一质量m=1.0kg的铁块后,再将铁块竖直向下拉,使弹簧长度变为L1=0.90m.然后由静止释放铁块,则铁块在竖直方向上做简谐运动.如果知道铁块在平衡位置时的弹性势能EP1=0.50J,经过平衡位置时速度vm=3.0m/s.(g=10m/s2 )
求:(1)铁块在做简谐振动时的振幅A;
(2)铁块在振动过程到达最高点时弹簧的弹性势能EP2

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(1)设铁块处于平衡位置O时,弹簧的长度为L2,此时弹簧弹力等于重力,根据平衡条件求出L2,铁块作简谐运动,其振幅为A=L1-L2; (2)得铁块到达最高点时动能为零,根据系统机械能守恒列式即可求解. 【解析】 (1)设铁块处于平衡位置O时,弹簧的长度为L2,则 铁块作简谐运动,其振幅为A=L1-L2=0.9m-0.6m=0.30m          (2)由机械能守恒定律,得 代入已知数值,得铁块到达最高点时弹簧的弹性势能为 EP2=J-1.0×10×0.30J+0.5 J=2.0 J                  答:(1)铁块在做简谐振动时的振幅A为0.30m; (2)铁块在振动过程到达最高点时弹簧的弹性势能为2.0J.
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考点分析:
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①将得到的五组数据画在以l为横坐标,以T2为纵坐标的坐标图上,根据这些数据点作出T2与l的关系图线.
②利用T2与l的关系图线,计算重力加速度的表达式是g=______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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