当前位置: 高中物理 / 综合题
  • 1. (2021高三上·海淀期中) 如图所示,把一个质量为m、有小孔的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球套在光滑的杆上,小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。开始时弹簧处于原长,在小球运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内,忽略空气阻力的影响。让静止在平衡位置的小球突然获得向左的初速度,开始在平衡位置附近振动。已知振动过程的振幅为A,弹簧振子的振动周期 。为了求得小球获得的初速度大小 ,某同学的解法如下:

    设向左压缩弹簧过程中弹簧的平均作用力大小为F,

    由动能定理可知

    由动量定理可知         ②

    小球由平衡位置向左运动压缩弹簧至最短的过程所用时间

    联立①②③式,可得

    1. (1) 请指出这位同学在求解过程中的错误;
    2. (2) 借助 图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,请正确求解出小球初速度大小
    3. (3) 弹簧振子在运动过程中,求弹簧弹力对小球做正功时,其瞬时功率P的最大值。

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