大學(xué)物理課后習(xí)題第五章答案_第1頁
大學(xué)物理課后習(xí)題第五章答案_第2頁
大學(xué)物理課后習(xí)題第五章答案_第3頁
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1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載第五章課后習(xí)題答案5.1 解：以振動平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下為正向，放手時(shí)開始計(jì)時(shí)。設(shè)置坐標(biāo)為 x，由牛頓第二定律可知：t 時(shí)刻砝碼位mgk ( xx0 )d 2 xm2dt其中 x0 為砝碼處于平衡位置時(shí)彈簧的伸長量，所以有mg kx0解出 x0 代入上式，有：d 2 xk0其中kdt2xmm可見砝碼的運(yùn)動為簡諧振動簡諧振動的角頻率和頻率分別為：kg9.9rad / s1.58Hzmx02振動微分方程的解為x A c o s (t)由起始條件t0 時(shí)， xx00.1m, v0得：A 0.1m，振動方程為：x0.1cos(9.9t)5.2證明：取手撤去后系統(tǒng)靜止時(shí)m的位置為

2、平衡位置，令此點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，此時(shí)彈簧伸長為 x0 ，則有：mg sinkx0（1）當(dāng)物體沿斜面向下位移為x 時(shí)，則有：mg sinT1 ma（ 2）T1 RT2 RJ（ 3）T2k (x0x)（ 4）aR（ 5）將（ 2）與（ 4）代入（ 3），并利用（5），可得：( mgJ )amgRsinkx0 R kxRR利用（ 1）式可得d 2 xkRx所以物體作簡諧振動a2dtJmRR學(xué)習(xí)必備歡迎下載kR所以振動周期為2因?yàn)門JmRR1k1m25.3 解： 因?yàn)閙所以 ：m1222m(2 )2 m12 2 Kg15.4 解：（1） 由振動方程 x0.01cos(20 t)可知：42振幅 A 0.01

3、m ；圓頻率20； 周期0.1sT頻率10Hz；初相04（ 2）把 t 2s 分別代入可得：x |t20.01cos(20 t4)0.0052 mdxv |t20.2sin(20 t)0.3142 m/sdt4a |t2dv42sin(20t)2dt45.5 解： T 2s，T設(shè)振動方程為：x10 cos(t)則速度為：v10s i n (t)加速度為：a10 2 c o s (t)根據(jù) t 0 時(shí)， x 5cm， v < 0的條件，得振動的初相為3，故振動方程為： x10 cos(t3)設(shè)在 t1 時(shí)刻振子位于 x6 cm 處，并向 x 軸負(fù)方向運(yùn)動，則有：cos( t')3sin(t'4353)5故有v10sin(t ')25.1 cm / s3學(xué)習(xí)必備歡迎下載a102 cos( t')59.2 cm / s23設(shè)彈簧振子回到平衡位置的時(shí)刻為t 2 ，則有 t

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