题目
光滑水平面上的弹簧连接一容器M.每次经过平衡位置O时,从上方落下 质量为m的油滴.问系统振幅,和周期如何变化A. 振幅变小,周期变长B. 振幅变大,周期变短C. 振幅变大.周期变长D. 振幅变小,周期变短
光滑水平面上的弹簧连接一容器M.每次经过平衡位置O时,从上方落下 质量为m的油滴.问系统振幅,和周期如何变化
A. 振幅变小,周期变长
B. 振幅变大,周期变短
C. 振幅变大.周期变长
D. 振幅变小,周期变短
题目解答
答案
A. 振幅变小,周期变长
解析
步骤 1:分析系统振幅变化
当容器M每次经过平衡位置O时,从上方落下质量为m的油滴,油滴与容器M发生完全非弹性碰撞,即油滴与容器M粘在一起。根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量保持不变。由于油滴的加入,系统的总质量增加,而系统的总动量不变,因此系统的速度会减小。由于振幅与速度成正比,所以系统的振幅会变小。
步骤 2:分析系统周期变化
系统的周期与系统的总质量有关。根据简谐运动的周期公式,周期T与系统的总质量M成正比,与弹簧的劲度系数k成反比。当油滴与容器M粘在一起后,系统的总质量增加,因此系统的周期会变长。
当容器M每次经过平衡位置O时,从上方落下质量为m的油滴,油滴与容器M发生完全非弹性碰撞,即油滴与容器M粘在一起。根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量保持不变。由于油滴的加入,系统的总质量增加,而系统的总动量不变,因此系统的速度会减小。由于振幅与速度成正比,所以系统的振幅会变小。
步骤 2:分析系统周期变化
系统的周期与系统的总质量有关。根据简谐运动的周期公式,周期T与系统的总质量M成正比,与弹簧的劲度系数k成反比。当油滴与容器M粘在一起后,系统的总质量增加,因此系统的周期会变长。