大物第五章課后習(xí)題答案

1、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題5.1什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？說(shuō)明下列運(yùn)動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？（1）活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；（2）皮球在硬地上的跳動(dòng)；（3）一小球在半徑很大的光滑凹球面底部的來(lái)回滑動(dòng)，且經(jīng)過(guò)的弧線很短；（4）錐擺的運(yùn)動(dòng)。答：質(zhì)點(diǎn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)一定要有平衡位置，以平衡位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，如果以表示質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，質(zhì)點(diǎn)所受合外力一定具有的形式。xFkx??（１）活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榛钊芰Φ姆较蚝退奈灰剖峭环较?，任一時(shí)刻所受的合外力不具有的形式，

2、所以活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。Fkx??（２）皮球在硬地上的跳動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楹雎钥諝庾枇?，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(shí)刻所受的合外力不具有的Fkx??形式，所以皮球的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（３）一小球在半徑很大的光滑凹球面底部的來(lái)回滑動(dòng)，且經(jīng)過(guò)的弧線很短是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義。（４）錐擺的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，此時(shí)錐擺受到重力和繩的拉力的作用，這兩個(gè)力的合力的大小為恒量，而方向在不斷的改變，任一時(shí)刻所

3、受的合外力不具有的形式，所以錐擺的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。Fkx??5.2（1）試述相位和初相的意義，如何確定初相？（2）在簡(jiǎn)諧振動(dòng)表達(dá)式中，t=0是質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，)cos(????tAx還是開(kāi)始觀察的時(shí)刻？初相各表示從什么位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)？20???答：1）相位是決定諧振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，初相是確定振動(dòng)物體初始時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。由初始條件可以確定初相。2）在簡(jiǎn)諧振動(dòng)表達(dá)式中，t=0是質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng))cos(????tAx答：

4、振動(dòng)的能量不相同。物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)的能量為。當(dāng)2212EmA??兩個(gè)物體以相同的振幅做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，相同。但由于兩個(gè)相同的彈簧掛著質(zhì)量不同A的物體，是不同的，所以振動(dòng)的能量不相同。km??5.6豎直懸掛的彈簧上端固定在升降機(jī)的天花板上，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的物體，當(dāng)升降機(jī)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體以頻率振動(dòng)，當(dāng)升降機(jī)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，振0?動(dòng)頻率是否改變？若將一單擺懸掛在升降機(jī)中，情況又如何？答：當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)，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(dāng)升降機(jī)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧下端的物體受到重力，拉力和慣性力的作km??用；此時(shí)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(dòng)頻率只取決于系統(tǒng)的固有性質(zhì)，無(wú)論升降機(jī)上升還是下降，振動(dòng)頻率不變。對(duì)于單擺則不同，假設(shè)升降機(jī)以加速上升，平衡位置處，即0a00mgmaF???擺線對(duì)球的拉力為。當(dāng)升降機(jī)靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)擺線對(duì)球的拉力為0()Fmga??，即在非慣性系升降機(jī)中，等效重力加速度為，因此