如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电荷量为+q的小球 如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/14 14:01:50
如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电荷量为+q的小球 如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电
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如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电荷量为+q的小球 如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电
如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电荷量为+q的小球 如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电荷量为+q的小球相连,静止在光滑,绝缘的水平面上,在施加一个场强为E方向向右的匀强电场后,小球开始做简谐运动,那么
A 小球到达最右端时,弹簧的型变量为2qE/k
B小球做简谐运动的振幅为2qE/k
C运动过程中小球的机械能守恒
D 运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变
我的问题是A项:平衡位置有kx=qE,得X=qE/K,这个X只是形变量,为什么就说是振幅A

如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电荷量为+q的小球 如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m,带电

当球处在A处,弹簧为原长.此时球受到重力mg、支持力N=mg、电场力F1=Eq(定值)和弹簧的弹力F=0的作用.重力和支持力是一对平衡力.在水平向右力F1作用下,球以最大的加速度a=F1/m开始向右做加速运动.

当球在A、O之间时,随着弹簧的伸长量X逐渐增大,由F=kX知,弹力F逐渐增大.

所以,合力R=F1-F=Eq-kX 逐渐减小.但合力方向仍向右,所以球做加速度逐渐减小的加速运动.当球到达O点时,F1=F,R=0.加速度为0,速度增至最大.由于惯性,球仍向右运动.

当球在O、B之间时,F>F1,R=F-F1.随着弹簧的伸长量X逐渐增大,由F=kX知,弹力F逐渐增大.R逐渐增大.但R方向水平向左,和球的速度方向相反.所以球做加速度逐渐增大的减速运动.

当球到达B点时,弹簧的伸长量达到最大.所以,F增至最大.R值增至最大.

此时,球的加速度增至最大 a=(F-F1)/m,球的速度减至为0.此后,在R的作用下,球开始向左加速运动.

然后,球向O做加速度逐渐减小的加速运动.到O点时加速度为0,速度增至最大.由于惯性,球仍向左运动.球在O、A之间时,球做加速度逐渐增大的减速运动.到达A点时,加速度最大,速度为0.此后,在F1作用下又开始下一轮的往复运动.在无空气阻力和摩擦力的情况下,会如此不停地循环下去.

 

由以上分析知,当F=F1时,AO=X=Eq/k.

球从A点运动到B点时,F1做的功全部转换为弹簧的弹性势能.即,EqAB=(1/2)kAB^2 .可得 AB=2Eq/k=2AO.,所以BO=AO.

即球离开平衡位置O点的最大距离AO=BO=Eq/k .因为,振幅的定义是:振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅.所以此球的振幅A=Eq/k .

 

说得很罗索吧!对否,请参考!