2017-2018学年教科版选修3-4 第一章 小专题研究(二) 简谐运动的多解问题 学案
2017-2018学年教科版选修3-4     第一章 小专题研究(二) 简谐运动的多解问题  学案第2页

  

  1.如图2所示,光滑的半球壳半径为R,O点在球心的正下方,一小球在距O点很近的A点由静止放开,同时在O点正上方有一小球自由落下,若运动中阻力不计,为使两球在O点相碰,求小球应从多高处自由落下(≪R)。

  

  图2

  

  解析:小球由A点 沿球内表面运动时,只受重力和支持力作用,等效为单摆的运动。因为≪R,所以小球自A点释放后做简谐运动,要使两球在O点相碰,两者到O点的运动时间相等。

  小球由A点由静止释放运动到O点的时间为

  (2n-1)(n=1,2,3...),

  由于从O点正上方自由落下的小球到O的时间也为

  (2n-1)时两球才能在O点相碰,所以

  h=gt2=g(2n-1)2

  =(n=1,2,3...)。

  答案:(n=1,2,3...)

  2.A、B两个单摆,第一次同时从平衡位置以相同速度 运动,经过时间t0,它们第二次以相同速度同时通过平衡位置,已知A摆的周期为TA,求B摆的周期TB。

  解析:由题知在t0时间内,A摆完成的全振动的次数为nA=;B摆完成全振动的次数nB=,又因A、B摆是以相同的速度第二次同时通过平衡位置,所以有nA-nB=n,式中n=0,±1、±2...,

得:-=n(n=0、±1、±2...),