图11-3-9
(1)物体A的振幅。
(2)物体B的最大速率。
(3)在最高点和最低点A对B的作用力。
解析:(1)振子在平衡位置时,所受合力为零,设此时弹簧被压缩Δx。
(mA+mB)g=kΔx
Δx=(mA+mB)g/k=5 cm
开始释放时振子处在最大位移处,故振幅A为:
A=5 cm+5 cm=10 cm。
(2)由于开始时弹簧的伸长量恰等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量,故弹簧势能相等,设振子的最大速率为v,从开始到平衡位置,根据机械能守恒定律。
mg·A=mv2/2
v==1.4 m/s。
即B的最大速率为1.4 m/s
(3)在最高点,振子受到的重力和弹力方向相同,根据牛顿第二定律:
A对B的作用力方向向下,其大小FN1为:
FN1=mBa+mBg=10 N
在最低点,振子受到的重力和弹力方向相反,根据牛顿第二定律:
A对B的作用力方向向上,其大小FN2为:
FN2=mBa+mBg=30 N。
答案:(1)A=10 cm
(2)v=1.4 m/s (3)最高点:FN1=10 N最低点:FN2=30 N