简谐运动中由振幅运动到平衡位置在做什么运动?

作者&投稿:超罡 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
在竖直方向上做简谐运动的弹簧振子,当它处于平衡位置时,在上面放一个小物体m,则它的振幅变化~

设原来弹簧振子的质量为M, 振子平衡位置速度为V , 弹簧的进度系数为K
建立一个竖直坐标系,向下位正方向,以原来平衡位置为原点。 那么显然新的平衡位置为 mg/K。当放上m时,显然是完全非弹性碰撞, 根据碰撞过称动量守恒可求得碰撞后的速度为 V' = MV/(m + M) ,新振子在元平衡位置的动能为 E' = 0.5(m+M)*V'^2 = 0.5(MV)^2/(M+m) = 0.5M*V^2 * M/(M + m ) , 显然是小于原来在此处的动能的。 至于变化了多少,一减就行了。

关于振幅,刚才想错了,修改如下
如果此时新振子是向下运动的, 设最多可以下降到x的地方静止,那么有 0.5Kx^2 = E' + (M+m)gx , 将E'带入,解方程可求得x , 所以新振子的振幅为 A' = x - mg/k 原来振子的振幅为 A = sqr(MV^2/K). 振幅变化量就等于A - A'
或者从能量的角度振幅,新振子相对新平衡位置的总能量为 E' + (M+m)g*mg/K = 0.5(MV)^2/(M+m) + (M+m)g*mg/K , 原来振子的总能量为 0.5MV^2 . 可以用能量来表示振幅,如果有具体数据,就能求振幅的变化量了。

你的思路是对的,的确如你说。
设在平衡位置时M的速度为v,当m放到M上时,m和M看做整体,m放上去是m和M的共同速度V,由动量定理可知,
Mv=(m+M)V
可以推导出 V=Mv/﹙m+M), ①
所以 V<v, 所以老师说速度会变小。
第二个问题,利用动能定理可知
在放m之前,M的动能为 E′=½Mv² ②
当放上m时, m和M看做整体,因为速度变小,整体的动能为E″=½(m+M)V², ③
把①代入③式可知 E′>E″
所以再放上m时,动能减少,所以弹簧伸缩量要变短,所以弹簧振幅变短。

平衡位置这个瞬间物体受力为0,所以加速度为0。但是此时的速度最大。
只要越过了平衡位置,进行的是负向加速运动(减速运动)——运动方向离开平衡位置,力的方向指向平衡位子。

加速度减小的加速运动 在平衡位置处加速度为零但速度最大


简谐运动中由振幅运动到平衡位置在做什么运动?
只要越过了平衡位置,进行的是负向加速运动(减速运动)——运动方向离开平衡位置,力的方向指向平衡位子。

简谐运动中的振幅与速度有什么关系
简谐运动,当振幅最大时(最大位移),速度为零,当振幅最小时(平衡位置),速度为最大。速度与振幅的关系式:v=-ω^2*Acos(ωt+φ)根据该运动方程式,我们可以说位移是时间t的正弦或余弦函数的运动是简谐运动。简谐运动的数学模型是一个线性常系数常微分方程,这样的振动系统称为线性系统。线性系...

简谐运动周期与振幅如何同时变化,为什么周期减小一半振幅也会减小一半...
简谐运动的周期和振幅是两个不同的物理量,它们之间没有直接的数学关系。简谐运动的周期由系统的本征频率决定,而振幅则与系统的初始条件有关。当简谐运动的周期和振幅同时变化时,其具体表现取决于所面临的具体情况。例如,如果一个弹簧振子的劲度系数增加了,那么它的周期会减小,而振幅可能会因为初始位移...

简谐运动的振幅是什么意思
简谐运动是指物体围绕平衡位置做往复运动的过程,其特征是周期性、可逆性和线性。而振幅则是指简谐运动中物体围绕平衡位置偏离的最大距离,是表征简谐运动大小的一个重要指标。振幅越大,物体偏离平衡位置的距离就越大,同时物体的速度和加速度也会增加。因此,振幅对于简谐运动的描述和分析具有重要的意义...

简谐运动的频率和振幅有关吗?
简谐运动的振幅与周期没有关系,周期与频率有关系,周期越短频率越高。简谐运动是最基本也最简单的机械振动。当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动(如单摆运动和弹簧振子运动)。实际上简谐振动就是正弦振动。振幅反应了振动...

请问简谐运动中的振幅与什么有关呢?振幅的公式是什么?谢谢!
振幅是由初始时刻的能量决定的!用能量守恒把开始的能量转换成势能就是最大位移,这就是振幅 1\/2 * k * A^2 = 1\/2 * k * x(t=0)^2 + 1\/2 * m * v(t=0)^2

高中简谐运动:位移增大,速度会增大吗?我只知道二者的方向无关
答:做简谐运动的物体从平衡位置往负方向运动时位移增大(位移为负),速度减小,加速度增 大,当运动到最大位移处时加速度最大,速度最小,位移最大(为振幅)。从负方向往平衡位 置运动时位移减小(位移为负),加速度减小,速度增大。运动到平衡位置时速度最大,加速 度最小,位移为0。从平衡...

简谐运动已知周期和振幅,怎么求最大速度
高中阶段:简谐运动主要有两个,设振幅为A,周期为T,下面分别讲解:第一个:弹簧振子模型 当振子运动在偏离平衡位置最远端,速度为零,动能为零.机械能为弹性势能,大小为 E总=Ep=0.5kA2 当弹簧振子运动到平衡位置处,此时弹簧型变量为0。弹性势能为0,弹性势能全部转化为动能. 速度最大.依据机械能...

高中简谐运动:位移增大,速度会增大吗?我只知道二者的方向无关
答:做简谐运动的物体从平衡位置往负方向运动时位移增大(位移为负),速度减小,加速度增 大,当运动到最大位移处时加速度最大,速度最小,位移最大(为振幅)。从负方向往平衡位 置运动时位移减小(位移为负),加速度减小,速度增大。运动到平衡位置时速度最大,加速 度最小,位移为0。从平衡...

什么是简谐运动的振幅,周期和频率?
一般简谐运动周期:T=2π√(m\/k). 其中m为振子质量,k为振动系统的回复力系数。对于单摆运动,其周期T=2π√(L\/g) (π为圆周率 √为根号 ) 由此可推出g=(4π^2×L)\/(T^2) 据此可利用实验求某地的重力加速度。T与振幅(a<10度)和摆球质量无关。当偏角a<10度时 sina≈a=弧(...

薛城区18026635893: 简谐运动中由振幅运动到平衡位置在做什么运动? -
市审可欣:[答案] 平衡位置这个瞬间物体受力为0,所以加速度为0.但是此时的速度最大. 只要越过了平衡位置,进行的是负向加速运动(减速运动)——运动方向离开平衡位置,力的方向指向平衡位子.

薛城区18026635893: 质点做简谐运动的周期为0.4s,振幅为0.1m,从质点通过平衡位置 -
市审可欣: 时间t=0.5s=1.25T,由于从平衡位置开始振动,所以在5s内振子通过的路程为:S=1.25*4A=5*0.1cm=5m 经过0.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:x=A=0.1m 故答案为:0.5,0.1.

薛城区18026635893: 做简谐运动的物体在通过平衡位置时,下列物理量中达到最大值的是() -
市审可欣:[选项] A. 速度 B. 振幅 C. 位移 D. 加速度

薛城区18026635893: 一道物理题 -- 关于简谐运动 -
市审可欣: 简谐运动回复力F=-kx,在1/4周期内以平衡位置为起点对位移求积分(积分上下限是0和x,x不大于振幅A)得到回复力做功W=∫kxdx=-1/2kx²;回复力做功等于势能减少量,因此势能Ep=1/2kx².由于简谐运动机械能守恒(单摆等重力参与形成回复力的近似简谐运动 除外),因此动能为0时机械能等于势能,所以Ek+Ep=1/2kx²恒成立,此时位移大小等于振幅.代入振幅A,得Ek+Ep=1/2kA².当位移x=0时动能达到最大值,Ek=1/2kA². ---- louyu10062871对振幅的理解有误,混淆了振幅与位移,振幅A在确定的简谐运动中是不变的.

薛城区18026635893: 简谐运动和单摆中达到平衡点时的速度是不是与振幅成正比?还有振幅的大小与什么有关?
市审可欣: 振幅越大,达到平衡点的速度就越大.根据简谐运动的正弦公式求一阶导数,得出是成正比关系.振幅反映了系统能量的大小.

薛城区18026635893: 一个在水平方向做简谐运动的物体,它的振幅是4cm,频率是2.5Hz,物体经过平衡位置开始计时经过21s它对平衡位置的位移大小和路程分别为( ) A:0,480... -
市审可欣:[答案] 正确答案 C T=1/f=0.4s n=t/T=5.25 位移X=A=4cm 路程=4*nA=84cm

薛城区18026635893: 下列关于简谐运动的说法中正确的是() -
市审可欣:[选项] A. 振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处 B. 周期与振幅无关,周期越小,做简谐运动的物体振动就越快 C. 做简谐运动的物体过平衡位置时,速度和加速度都达到最大 D. 弹簧振子做简谐运动时受到的回复力一定是弹力

薛城区18026635893: 简谐运动已知周期和振幅,怎么求最大速度 -
市审可欣:[答案] 高中阶段:简谐运动主要有两个,设振幅为A,周期为T,下面分别讲 第一个:弹簧振子模型 当振子运动在偏离平衡位置最远端,速度为零,动能为零.机械能为弹性势能,大小为 E总=Ep=0.5kA2 当弹簧振子运动到平衡位置处,此时弹簧型变量为0....

薛城区18026635893: 将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开4cm后放手,让它做振动.已知从放手到回到平衡位置的时间为0.1 -
市审可欣: (1)简谐运动中,振幅是振子与平衡位置的最大距离,故振幅为4cm;从最大位移回到平衡位置的时间为T4 =0.1s,故周期为0.4s,频率为2.5Hz;(2)振子从开始运动经2.5秒时为614 T,位移大小为零.此时正要向做加速度增大的减速运动 (3)...

薛城区18026635893: 如图所示弹簧下面挂一个质量为m的物体,物体在竖直方向作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧 -
市审可欣: A、小球做简谐运动的平衡位置处,mg=kA,A=mgk .所以在最低点时,形变量为2A.弹力大小为2mg;故A正确;B、在运动的过程中,只有重力和弹力做功,系统机械能守恒,弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变.故B错误;C、从最高点到最低点,动能变化为0,重力势能减小2mgA,则弹性势能增加2mgA.而初位置弹性势能为0,在最低点弹性势能最大,为2mgA.故C错误;D、在平衡位置动能最大,由最高点到平衡位置,重力势能减小mgA,动能和弹性势能增加,所以物体的最大动能小于mgA,故D错误;故选A.

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