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如图1所示,小球(可视为质点)在光滑圆弧槽上的A、之间往复运动,小球的运动视为简...

如图1所示,小球可视为质点在光滑圆弧槽上的A、之间往复运动,小球的运动视为简谐运动,使用周期性外力驱动小球,得出驱动力频率与振幅之间的关系如图2所示,当驱动力频率为 小球振幅最大。撤去驱动力,小球自由振动,A、点为左右端点,D为最低点,A、点与圆心O的连线与竖直方向之间的夹角相等且均为<5°,已知重力加速度g,求:

1光滑圆弧槽的半径;

2小球运动过程中在最低点D和端点A处对光滑圆弧槽的压力之比

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)当驱动力频率为时 小球振幅最大。则说明故有频率为,根据单摆周期公式,其中,,故解得 (2)在最低点速度为v,根据动能定理可得 在最低点,根据牛顿第二定律可得,解得在最低点小球受到的支持力为 根据牛顿第三定律可得对轨道的压力为: 在最高点对轨道的压力为,故小球运动过程中在最低点D和端点A处对光滑圆弧槽的压力之比 考点:考查了受迫振动,牛顿第二定律 名师点睛:本题的关键是知道在受迫振动时,当驱动力频率和故有频率相等时,振幅最大,  
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