CalcElf › k = 80 牛/米、m = 0.2 千克:周期与最大速度
k = 80 牛/米、m = 0.2 千克:周期与最大速度
在光滑水平面上,弹簧振子的弹簧劲度系数为 80 牛/米,振子的质量为 0.2 千克,振幅为 0.2 米,做简谐运动。求振动的周期和振子经过平衡位置时的最大速度。
直接答案
周期 ≈ 0.3142 秒,最大速度 4 米/秒
分步解答
- ω = √(k/m) = √(80/0.2) = 20弹簧振子的角频率由劲度系数与质量决定
- T = 2π/ω = 2π/20 ≈ 0.3142周期与振幅无关(简谐运动特性)
- v最大 = Aω = 0.2×20 = 4经过平衡位置时速度最大
为什么这样做
角频率 ω = √(k/m) 由劲度系数与质量的比值决定,本题 k/m = 400。最大速度由 v最大 = Aω 得到,周期由 T = 2π/ω 得到。
常见错误
- 忘了开平方,把 ω 当成 400 而不是 20。
- 嫌 0.2 千克是小数就改写成 2 千克,结果改变了 k/m 的比值。
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