大学物理学教程第二(马文蔚)练习册答案5第五章 机械振动.pptVIP

5-9 5-9 5-11 5-12 5-12 5-20 5-20 5-20 第五章 习题分析 * 5-5 若简谐运动方程为 求：（1）振幅、频率、角频率、周期和初相 （2） 时的位移、速度和加速度 5-5 解：(1) （2） 时 x/cm 1.0 -1.0 2.0 -2.0 5-8 5-8 一放置在水平桌面上的弹簧振子，振幅 周期 当 时， （1）物体在正方向端点；（2）物体在平衡位置，向负方向运动；（3）物体在 处，向负方向运动；（4）物体在 处，向正方向运动。求以上各种情况的运动方程。 解： A （1） （2） A （3） A （4） A 5-9 有一弹簧，当其下端挂一质量为m的物体的时，其伸长量为9.8cm，若使物体上下振动，且规定向下为正方。（1）当t=0时物体在平衡位置上方8cm处，由静止开始向下运动，求运动方程；（2）当t=0时物体在平衡位置并以0.6m/s的速度向上运动，求运动方程。 解:(1) 在平衡位置 振动方程为： x 5-9 有一弹簧，当其下端挂一质量为m的物体的时，其伸长量为9.8cm，若使物体上下振动，且规定向下为正方。（1）当t=0时物体在平衡位置上方8cm处，由静止开始向下运动，求运动方程；（2）当t=0时物体在平衡位置并以0.6m/s的速度向上运动，求运动方程。 解:(2) 振动方程为： x 5-10 5-10 某振动质点的 曲线如图所示，试求： （1）运动方程；（2）点 P 对应的相位；（3）到达点 P 相位所需的时间。 t/s x/m 0.05 0.10 4.0 P 0 解：（1） x/m 0.10 -0.10 -0.05 0.05 A 4.0 秒后质点运动到平衡位置 A 运动方程： （2） x/m 0.10 -0.10 -0.05 0.05 A （3） 5-11 一质量为10g的物体沿X轴做简谐振动，A=10cm，T=4s，t=0时物体的位移x0=-5cm，且物体朝x轴负方向运动。求:(1)t=1s时物体的位移;(2) t=1s时物体的受力；(3) t=0后何时物体第一次到达x=5cm处。(4)第二次和第一次经过x=5cm处的时间间隔。 解:(1) 振动方程为： t=1s时 (2) 5-11 一质量为10g的物体沿X轴做简谐振动，A=10cm，T=4s，t=0时物体的位移x0=-5cm，且物体朝x轴负方向运动。求:(1)t=1s时物体的位移;(2) t=1s时物体的受力；(3) t=0后何时物体第一次到达x=5cm处。(4)第二次和第一次经过x=5cm处的时间间隔。 解:(3) 物体第一次到达x=5cm处，转过 (4) 5-12 如图为一简谐振动质点的速度与时间的关系曲线，且振幅为2cm，求:(1)振动周期;(2)加速度的最大值;(3)运动方程。 解:(1) t/s v(cm/s) 1.5 0 -3 由图可知 (2) (3) 解:(1) t/s v(cm/s) 1.5 0 -3 由图可知 (2) (3) 5-13 有一单摆，长为1.0 m ，最大摆角为50，如图所示。（1）求摆的角频率和周期；（2）设开始时摆角最大，使写出此单摆的运动方程；（3）当摆角为30时的角速度和摆球的线速度各为多少？ 5-13 x/m 解：（1） （2） 或 （3） 时 5-15 5-15 如图所示，质量为 的子弹，以 的速度射入并嵌在木块中，同时使弹簧压缩从而作简谐运动。设木块的质量为 ，弹簧的劲度系数为 。若以弹簧原长时物体所在处为坐标原点，向左为 x 轴正向，求简谐运动方程。 m1 v m2 k 解： 子弹射入的过程动量守恒 设子弹的初速度为v，碰撞后与木块的共同速度为v0 x/m A 5-15 5-15 如图所示，质量为 的子弹，以 的速度射入并嵌在木块中，同时使弹簧压缩从而作简谐运动。设木块的质量为 ，弹簧的劲度系数为 。若以弹簧原长时物体所在处为坐标原点，向左为 x 轴正向，求简谐运动方程。 m1 v m2 k 解： x/m 振动方程： A 5-17 5-17 质量为 的物体，以振幅 作简谐运动，其最大加速度为 。求：（1）振动