如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧,下端被固定在水平地面上,上端与质量为m的小球(可视为质点)相连,开始时小球静止于O点。现用一竖直向上的拉力将小球缓慢拉至P点,此时弹簧恢复原长。t=0时刻撤去拉力,小球由静止开始做简谐运动,经Δt时间第一次回到O点,已知弹簧的形变量为x时,弹性势能为EP=12kx2,重力加速度为g。求:
(1)小球的振幅A;
(2)小球的振动方程(选竖直向上为正方向);
(3)小球振动速度的最大值vm。
E
P
=
1
2
k
x
2
【答案】(1)小球的振幅A=,
(2)小球的振动方程x=,或者x=,
(3)小球振动速度的最大值vm==,或=,vm=
mg
k
(2)小球的振动方程x=
mg
k
sin
(
π
2
Δ
t
t
+
π
2
)
mg
k
sin
(
k
m
t
+
π
2
)
(3)小球振动速度的最大值vm=
2
g
x
0
-
k
x
2
0
m
m
k
g
1
2
k
A
2
1
2
m
v
2
m
m
k
g
【解答】
【点评】
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