Question

如圖所示，現(xiàn)在用外力F壓縮B并保持其靜止，不計(jì)摩擦和空氣阻力，設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，在距離地面高H處的地方，把小球A以初速度v₀=10m/s水平拋出，與此同時(shí)把球B由靜止釋放，已知球B在水平面上作周期為T的簡諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A落地時(shí)，B恰好將彈簧壓縮成最短，重力加速度g 取10m/s²，求：
（1）物體B振動(dòng)時(shí)的振幅；
（2）H的高度；
（3）物體A落地時(shí)的速度．

Answer 1

分析：（1）對物體B：此時(shí)彈簧伸長即振幅A，根據(jù)F=kA 求解；   
（2）寫出物體B將彈簧壓縮成最短經(jīng)歷時(shí)間，則A豎直方向做自由落體的時(shí)間與B運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)位移公式即可求解；
（3）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式即可求解．

解答：解：（1）對物體B：設(shè)此時(shí)彈簧伸長即振幅A，則F=kA，
得振幅  A=

F

k

（2）物體B將彈簧壓縮成最短經(jīng)歷時(shí)間為：t=（

1

2

+n）T（n=0、1、2…）
得H=

1

2

gt2=

(1+2n)2gt2

8

（n=0、1、2…）
（3）物體A落地時(shí)，
v_x=v₀
vy=gt=

2n+1

2

gT  （n=0，1，2…）    
速度v為：
v=

v02+vy2

=

v02+ (2n+1)2g2T2 4

（n=0，1，2…）  
答：（1）物體B振動(dòng)時(shí)的振幅為

F

k

；
（2）H的高度為

(1+2n)2gt2

8

（n=0，1，2…）；
（3）物體A落地時(shí)的速度為

v02+ (2n+1)2g2T2 4

（n=0，1，2…）．

點(diǎn)評：本題主要考查了平拋運(yùn)動(dòng)基本公式的直接應(yīng)用，知道AB運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．