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由质量为M的木块和劲度系数为k的轻质弹簧组成在光滑水平台上运动的谐振子,如图6-2所示.开始时木块静止在点O.一颗质量为m的子弹以速率v0。沿水平方向射入木块并嵌在其中,然后木块(内有子弹)做简谐振动.若从子弹射入木块并嵌在木块中时开始计时,试写出系统的振动方程(选取X轴如图6-2所示). 分析 子弹和木块作完全非弹性碰撞后,子弹、木块和弹簧组成的系统做简谐振动.求系统的振动方程,关键是要求出ω,A,φ.
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参考解答
正确答案:子弹、木块和弹簧组成的弹簧振子系统的角频率为子弹与木块碰撞的过程动量守恒.设它们碰撞后的共同速度为v则 mv0=(M+m)v (2)由式(2)解得
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系统的振动方程为
子弹、木块和弹簧组成的弹簧振子系统的角频率为子弹与木块碰撞的过程动量守恒.设它们碰撞后的共同速度为v,则mv0=(M+m)v(2)由式(2)解得子弹和木块碰撞后从平衡位置开始运动,初始位置为x0=0,初始速度为v,它也是振动的最大速度vm.因为vm=ωA,所以系统的振动方程为
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