大物第五章課后習題答案

1、簡答題簡答題5.1什么是簡諧運動？說明下列運動是否是簡諧運動？（1）活塞的往復運動；（2）皮球在硬地上的跳動；（3）一小球在半徑很大的光滑凹球面底部的來回滑動，且經(jīng)過的弧線很短；（4）錐擺的運動。答：質點的簡諧振動一定要有平衡位置，以平衡位置作為坐標原點，如果以表示質點偏離平衡位置的位移，質點所受合外力一定具有的形式。xFkx??（１）活塞的往復運動不是簡諧運動，因為活塞受力的方向和它的位移是同一方向，任一時刻所受的合外力不具有的形式，

2、所以活塞的往復運動是簡諧運動。Fkx??（２）皮球在硬地上的跳動不是簡諧運動，因為忽略空氣阻力，皮球在上升和下落階段，始終受到豎直向下的重力的作用，任一時刻所受的合外力不具有的Fkx??形式，所以皮球的運動不是簡諧運動。（３）一小球在半徑很大的光滑凹球面底部的來回滑動，且經(jīng)過的弧線很短是簡諧運動。符合簡諧運動的定義。（４）錐擺的運動不是簡諧運動，此時錐擺受到重力和繩的拉力的作用，這兩個力的合力的大小為恒量，而方向在不斷的改變，任一時刻所

3、受的合外力不具有的形式，所以錐擺的運動不是簡諧運動。Fkx??5.2（1）試述相位和初相的意義，如何確定初相？（2）在簡諧振動表達式中，t=0是質點開始運動的時刻，)cos(????tAx還是開始觀察的時刻？初相各表示從什么位置開始運動？20???答：1）相位是決定諧振動運動狀態(tài)的物理量，初相是確定振動物體初始時刻運動狀態(tài)的物理量。由初始條件可以確定初相。2）在簡諧振動表達式中，t=0是質點開始計時時刻的運動)cos(????tAx答：

4、振動的能量不相同。物體做簡諧振動時，振動的能量為。當2212EmA??兩個物體以相同的振幅做簡諧振動時，相同。但由于兩個相同的彈簧掛著質量不同A的物體，是不同的，所以振動的能量不相同。km??5.6豎直懸掛的彈簧上端固定在升降機的天花板上，彈簧下端掛一質量為m的物體，當升降機靜止或勻速直線運動時，物體以頻率振動，當升降機加速運動時，振0?動頻率是否改變？若將一單擺懸掛在升降機中，情況又如何？答：當升降機靜止時，彈簧下端的物體受到重力和拉

5、力的作用；系統(tǒng)固有的角頻率為。當升降機加速運動時，彈簧下端的物體受到重力，拉力和慣性力的作km??用；此時只是平衡位置發(fā)生了變化，而系統(tǒng)固有的角頻率仍為，所以系統(tǒng)的km??振動頻率只取決于系統(tǒng)的固有性質，無論升降機上升還是下降，振動頻率不變。對于單擺則不同，假設升降機以加速上升，平衡位置處，即0a00mgmaF???擺線對球的拉力為。當升降機靜止或勻速運動時擺線對球的拉力為0()Fmga??，即在非慣性系升降機中，等效重力加速度為，因此