Question

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

（1）求運動過程中小球的最大加速度大小。

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

（3）求運動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）求運動過程中小球的最大加速度大小：

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

這個過程中彈簧彈力做的功 。

（3）小球在平衡位置時速度最大，則：

解得