已知質量為m0的物體在受到F=-k0x的回復力作用下,將做簡諧運動,其偏離平衡位置的位移x與時間t的關系遵循規(guī)律x=Asin (ωt+φ),其中ω=k0m0,k0為比例系數(shù),A為振幅。如圖,一豎直光滑的足夠長圓管,內有一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧,彈簧下端固定于地面上,上端與一質量為m的圓盤a相連,圓盤a靜止時所在位置為O。另一質量為2m 的圓盤b從距O高度為H=9mg2k的P點由靜止由靜止開始下落,與a發(fā)生碰撞,瞬間粘在一起 向下運動,運動的最低點為Q。兩圓盤厚度不計,半徑相同且略小于圓管半徑。在運動過程中,彈簧形變始終在彈性限度內,且當形變量為x時,彈性勢能為Ep=12kx2。重力加速度為g,忽略一切阻力。求:
(1)整個運動過程系統(tǒng)損失的機械能;
(2)圓盤a、b碰后做簡諧運動的振幅;
(3)從圓盤b開始下落到第一次運動至最低點Q所用的時間。
k
0
m
0
9
mg
2
k
1
2
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【解答】
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