高二物理機械振動抱歉圖打不出來了,想像一下吧,我有懸賞分的(01 朝陽) 一輕彈簧與質量爲m的小物塊組成彈簧振子(豎直方

題目:

高二物理機械振動
抱歉圖打不出來了,想像一下吧,我有懸賞分的
(01 朝陽) 一輕彈簧與質量爲m的小物塊組成彈簧振子(豎直方向的),物塊在豎直方向上A B兩點之間作簡諧運動,O爲系統靜止時的位置(即平衡位置),振子振動周期爲T,某時刻物塊正經過C點向上運動(C在OA之間).已知OC距離爲h,則從此時開始的半個周期內
A.重力做功mgh
B.重力的衝量爲mgT/2
C.回復力做功爲0
D.回復力的衝量爲0
真要麻煩大家了,我很想也必須要弄明白

解答:

選定向上爲正方向.開始計時的時刻,振子通過平衡位置O點上方的h處的C點向上運動,可以設此時的速度爲v;經過半個周期之後,振子應該運動到了平衡位置O點下方h處的地方並向下運動(想想爲什麼),我們可以把這個位置記爲C』點(C』點和C點是關於平衡位置O點對稱的),此時振子的速度大小仍然是v,但方向向下,所以可以記爲-v .
從以上的分析不難看出,振子在半個周期里從C點運動到了C』點,不論其間運動的路徑如何,總之振子的高度下降了2h,而重力做功只跟豎直方向下降的高度有關,因此,重力做的功W=mg*2h=2mgh.所以A錯.
重力是恆力,其衝量可以直接通過衝量的定義式來求,即:力*力作用的時間.所以重力的衝量是mg*(T/2),所以B對.
要判斷C、D兩個選項,首先要明白,對於豎直方向的彈簧振子而已,其回復力是由重力和彈簧彈力的合力來提供的.即題目中所說的回覆力實際上就是振子所受的合外力.
根據動能定理,合外力(此處也爲回復力)做的功是等於動能變化量的.而振子在初時刻C點時速度爲v,末時刻在C』點時速度是-v,雖然方向和先前不一樣了,當大小並沒變.即初末時刻的速度大小都是v,因此,初末時刻的動能是相等的,動能變化量爲0,故合外力做的功爲0.所以,C選項對.
由於合外力(此處也爲回復力)是變力,所以只能通過動量定理來求其衝量.初動量P=mv,末動量P』=-mv,動量的變化量爲P』-P=-2mv,合外力的衝量等於動量變化量,所以也應該爲-2mv,明顯不等於0,所以,D錯.

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