大学物理答案第八章振动.pdf
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1、优秀学习资料欢迎下载第八章振动8-1 解:取固定坐标xOy,坐标原点O 在水面上(图题所示)设货轮静止不动时,货轮上的A 点恰在水面上,则浮力为Sga.这时gasMg往下沉一点时,合力)(yagsMgFgys.又22ddtyMMaF故0dd22gystyM022yMgsdtdy故作简谐振动Mgs2)(35.68.910102101022223334sgsMT8-2 解:取物体A 为研究对象,建立坐标Ox 轴沿斜面向下,原点取在平衡位置处,即在初始位置斜下方距离l0处,此时:)(1.0sin0mkmgl(1)(1)A 物体共受三力;重mg,支持力 N,张力 T.不计滑轮质量时,有T=kx 列出
2、A 在任一位置x 处的牛顿方程式220dd)(sinsintxmxlkmgTmg将(1)式代入上式,整理后得0dd22xmktx故物体 A 的运动是简谐振动,且)rad/s(7mk习题 8-1 图-第 1 页,共 14 页精品p d f 资料 可编辑资料-优秀学习资料欢迎下载由初始条件,000vlx求得,1.00mlA故物体 A 的运动方程为x=0.1cos(7t+)m(2)当考虑滑轮质量时,两段绳子中张力数值不等,如图所示,分别为T1、T2,则对 A 列出任一位置x 处的牛顿方程式为:221ddsintxmTmg(2)对滑轮列出转动方程为:22221dd2121txMrraMrJrTrT(3
3、)式中,T2=k(l0+x)(4)由式(3)、(4)知2201dd21)(txMxlkT代入(2)式知22021)(sindtxdmMxlkmg又由(1)式知0sinklmg故0dd)21(22kxtxmM即0)2(dd22xmMktxmMk22可见,物体A 仍作简谐振动,此时圆频率为:rad/s)(7.52mMk由于初始条件:0,000vlx可知,A、不变,故物体A 的运动方程为:mtx)7.5cos(1.0由以上可知:弹簧在斜面上的运动,仍为简谐振动,但平衡位置发生了变化,滑轮的质量改变了系统的振动频率.习题 8-2 图-第 2 页,共 14 页精品p d f 资料 可编辑资料-文档编码:
4、CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码
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10、4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4优秀学习资料欢迎下载8-3 解:简谐振动的振动表达式:)cos(tAx由题图可知,
11、m1042A,当 t=0 时,将m1022x代入简谐振动表达式,得:21cos由)sin(tA,当 t=0 时,sinA由图可知,0,即0sin,故由21cos,取3又因:t=1s 时,,1022mx将其入代简谐振动表达式,得213cos,3cos42由 t=1s 时,3sinA0 知,03sin,取33,即s32质点作简谐振动的振动表达式为mtx332cos10428-4 解:以该球的球心为原点,假设微粒在某一任意时刻位于遂道中的位矢为r,由高斯定理可知304RrQE,则微粒在此处受电场力为:rRQqF304式中,负号表明电场F的方向与r的正方向相反,指向球心.由上式及牛顿定律,得:04dd
12、04dd043022302230rmRQqtrrRQqtrmrRQqF令mRQq3024则0dd222rtr习题 8-3 图-第 3 页,共 14 页精品p d f 资料 可编辑资料-文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2
13、N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X
14、2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9
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16、9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 Z
17、U9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9
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19、 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4优秀学习资料欢迎下载故微粒作简谐振动,平衡点在球心处.由2T知:QqmRT30428-5 解:(1)取弹簧原长所在位置为O点.当弹簧挂上物体A 时,处于静止位置P点,有:POkMg将 A 与 B 粘合后,挂在弹簧下端,静止平衡所在位置O 点,取 O 点为原坐标原点如图题8-5 所示,则有:gmMOOk)(设当 B 与 A 粘在一起后,在其运动过程的任一位置,弹簧形变量xOO,则 A、B 系统所受合力为:kxxOOkgmMF)()(即0dd)(22kxtxmM可见 A 与 B 作简谐和
20、振动.(2)由上式知,rad/s)(10mMk以 B 与 A 相碰点为计时起点,此时A 与 B 在 P 点,由图题8-5 可知kmgkMggkmMPOOOOP则 t=0 时,m02.00kmgOPx(负号表 P点在 O 点上方)又 B 与 A 为非弹性碰撞,碰撞前B 的速度为:m/s2220101gh碰撞后,A、B 的共同速度为:m/s4.0010mMm(方向向上)则 t=0 时,smmx/4.002.000可求得:)m(0447.022020 xA65.0arctan00 x可知 A 与 B 振动系统的振动表达式为:mtx)65.010cos(0447.0习题 8.5 图-第 4 页,共 1
21、4 页精品p d f 资料 可编辑资料-文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C
22、10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1C10K3K1G9 ZU9X2N10J6S4文档编码:CS10Z4V5M1Y8 HH1
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- 大学物理 答案 第八 振动
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