- 二一组卷

题型：综合题题类：常考题难易度：普通

浙江省丽水市2018-2019学年高二下学期物理月考试卷

简谐运动是我们研究过的一种典型运动方式．

（1）、一个质点做机械振动，如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，而且方向与位移方向相反，就能判定它是简谐运动．如图所示，将两个劲度系数分别为k₁和k₂的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的两端固定，中间接一质量为m的小球，此时两弹簧均处于原长．现将小球沿杆拉开一段距离后松开，小球以O为平衡位置往复运动．请你据此证明，小球所做的运动是简谐运动．

（2）、以上我们是以回复力与偏离平衡位置的位移关系来判断一个运动是否为简谐运动．但其实简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，v²=v₀²-ax，其中v₀为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数．请你证明，如图中小球的运动也满足上述关系，并说明其关系式中的a与哪些物理量有关．已知弹簧的弹性势能可以表达为 $\text{[math]}$ kx² ，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量．

（3）、一质点沿顺时针方向以速度v₀做半径为R的匀速圆周运动，如图所示．请结合第（2）问中的信息，分析论证小球在x方向上的分运动是否符合简谐运动这一特征．

举一反三

若将振子拉至位置 $\text{[math]}$ 开始振动，其振动周期 $\text{[math]}$ ，经过O点时速度大小 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#}， $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#}

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