振動(dòng)是自然界中的一種常見的運(yùn)動(dòng)形式，如圖1所示勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧下端固定，上端連一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，若以小物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸Ox,用x表示小物塊由平衡位置發(fā)生的位移。
（1）a.寫出小物塊在振動(dòng)全過程中的合力F與x的關(guān)系，并據(jù)此畫出合力F與x的圖形；
b.設(shè)平衡位置重力勢能與彈性勢能之和為零，請利用上述圖形并結(jié)合功能關(guān)系證明：小物塊由平衡位置向下發(fā)生的位移x時(shí)，重力勢能與彈性勢能之和為Ep=12kx2。
（2）利用振動(dòng)系統(tǒng)的上述特性，解決如下問題：如圖3所示為一緩沖實(shí)驗(yàn)裝置，質(zhì)量為m1物體A，下面有一固定緩沖輕質(zhì)彈簧，彈簧上端與質(zhì)量為m2的物塊B相連，彈簧勁度系數(shù)為k,一套安全裝置物體A套在光滑導(dǎo)軌上（不連接），物體A靜止下落，與物塊B相撞后立即一起運(yùn)動(dòng)，但并不粘連，運(yùn)動(dòng)過程中A、B恰好不再分離，m1=m2=m,A、B一起振動(dòng)過程中，設(shè)在振動(dòng)系統(tǒng)的平衡位置處，它們的重力勢能與彈性勢能之和為零，求：
a.振動(dòng)系統(tǒng)重力勢能與彈性勢能之和的最大值Epm；
b.A靜止釋放時(shí)，距離B的豎直高度h。
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：17引用：1難度：0.5
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