题目
[题目]如图所示,在一竖直悬挂的弹簧下系一质-|||-量为m的物体,再用此弹簧改系一质量为4m的物-|||-体,最后将此弹簧截断为两个等长的弹簧并联后悬-|||-挂质量为m的物体,则这三个系统的周期值之比为-|||-()-|||-么 么-|||-square m square m-|||-square 4m-|||-A. https:/img.zuoyebang.cc/zyb_6b675aa2c04e73e734876e233791a9c2.jpg:2:sqrt (dfrac {1)(2)}-|||-B. https:/img.zuoyebang.cc/zyb_6b675aa2c04e73e734876e233791a9c2.jpg:dfrac (1)(2):2-|||-C. https:/img.zuoyebang.cc/zyb_6b675aa2c04e73e734876e233791a9c2.jpg:2:dfrac (1)(2)-|||-D. https:/img.zuoyebang.cc/zyb_6b675aa2c04e73e734876e233791a9c2.jpg:2:dfrac (1)(4)

题目解答
答案

解析
本题考查弹簧振子周期公式的应用,关键在于理解不同情况下弹簧的等效劲度系数变化。解题核心思路如下:
- 周期公式:$T = 2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}}$,周期与质量成正比,与劲度系数成反比。
- 弹簧截断与并联:弹簧截断为等长两段后,每段劲度系数变为原来的2倍;并联时等效劲度系数为各弹簧劲度系数之和。
- 比例关系:通过比较三种情况的$m$和$k$,直接代入公式求周期比。
第一种情况(挂质量$m$)
直接应用公式:
$T_1 = 2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}}$
第二种情况(挂质量$4m$)
质量变为$4m$,劲度系数不变:
$T_2 = 2\pi \sqrt{\dfrac{4m}{k}} = 2 \cdot 2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}} = 2T_1$
第三种情况(并联两段弹簧)
- 截断后的劲度系数:原弹簧截断为两段等长弹簧,每段劲度系数为$2k$。
- 并联后的等效劲度系数:两段并联,总劲度系数为$2k + 2k = 4k$。
- 周期计算:
$T_3 = 2\pi \sqrt{\dfrac{m}{4k}} = \dfrac{1}{2} \cdot 2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}} = \dfrac{1}{2}T_1$
周期比
$T_1 : T_2 : T_3 = 1 : 2 : \dfrac{1}{2}$