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即可分解成两个拍的叠加.为方便称第一项为“大拍”,称第二项为“小拍”.由太阳引起的太阳潮和由月球引起的月亮潮,均可近似处理为简谐振动.太阳潮的振幅为0.5m,周期为12h(小时);月亮潮的振幅为0.8m,周期为12.5h.太阳潮与月亮潮合成的海水潮汐(海面振动)也可分解成两个拍的叠加,“大拍”达最大幅度A大时对应的潮汐称为大潮,“小拍”达最大幅度A小时对应的潮汐称为小潮.设海水足够深,试求A大,A小和相邻大潮与小潮之间的时间间隔∆t.
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7-49 在一劲度系数为k的竖直轻长弹簧下端连接着质量为m的小球,开始时小球静止地处于力平衡态.设t=0时刻开始,弹簧上端以匀速度u竖直向上运动,到t=t0时刻又突然降速到零.建立附着于弹簧上端且竖直向下的x坐标轴,其原点选在t=0时刻小球所处位置,试在t≥0的范围确定小球位置x随时间t变化的函数关系.
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7-50 图7-111所示的水平弹簧振子中,劲度系数为k的轻弹簧自由长度足够长.将质量为m的振子水平向右移动,直到弹簧伸长L,而后将振子自由释放.已知振子与水平地面间的摩擦因数为常量μ,试问若振子运动过程中至少停止过两次,那么第二次停留的位置相对振子的初始位置在何处?
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图 7-111(题7-50)
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7-51 如图7-112所示,在水平地面上方高1m处有一固定的水平横杆,横杆下用细线悬挂着小球A,A通过一根轻弹簧与另一个相同的小球B相连.A,B静止不动时,弹簧伸长3.0cm.今将细线烧断,A,B便与弹簧一起下落,假设B触及地面上的橡皮泥时,弹簧的伸长量正好也是3.0cm,而后B与橡皮泥发生完全非弹性碰撞.考虑到A将会继续朝下运动,试求而后弹簧相对其自由长度的最大压缩量.
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图 7-112(题7-51)
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7-52 在光滑的水平桌面上开有一小孔,一根穿过小孔的细绳两端各系一质量分别为m1和m2的小球,位于桌面上的小球m1以v0的速度绕小孔作匀速圆周运动,桌面下小球m2则悬在空中,保持静止.
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(1)求位于桌面部分的细绳的长度l0;
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(2)若给m1一个径向的小冲量,则m2将作上下振动,求振动角频率ω.
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7-53 在天花板下用两根长度同为l的轻绳悬挂一质量为M的光滑匀质平板,板的中央有一质量为m的光滑小球.开始时系统处于静止的水平状态,而后如图7-113所示,使板有一水平方向的小初速度v0,此板便会作小角度摆动.假设摆动过程中细绳始终处于伸直状态,试求板的摆动周期.
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图 7-113(题7-53)
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7-54 某竖直平面内有一半径为R的光滑固定圆环,斜边长2R、短边长R的匀质直角三角板放在环内,试求三角板在其平衡位置两侧小角度摆动周期T.
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7-55 半径R的匀质圆环截去任何一段圆弧,以余下的圆弧段的中点为悬挂点,可形成小角度复摆运动,试证摆动周期为常量.
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7-56 在水平光滑细长直角槽中嵌入两个质量相同的小物块A和B,它们的上表面用长为l、质量可忽略的刚性细杆铰接,铰接处在A,B运动时可无摩擦地自由旋转.开始时,A,B与细杆都静止,细杆不平行于任何一条槽,即图7-114中的θ0为锐角.然后沿x0方向给A施以冲量,于是A,B均会在各自槽中无摩擦地运动.
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图 7-114(题7-56)
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(1)试证细杆中点C将作圆周运动;
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(2)试证A,B各自作简谐振动,并且用l,θ0,vAO(A的初速大小)诸量表述周期T.
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