CalcElf › k = 90 牛/米、m = 0.1 千克:周期与最大速度
k = 90 牛/米、m = 0.1 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 90 牛/米,振子的质量为 0.1 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 ≈ 0.2094 秒,最大速度 6 米/秒
分步解答
- ω = √(k/m) = √(90/0.1) = 30弹簧振子的角频率由劲度系数与质量决定
- T = 2π/ω = 2π/30 ≈ 0.2094周期与振幅无关(简谐运动特性)
- v最大 = Aω = 0.2×30 = 6经过平衡位置时速度最大
为什么这样做
弹簧振子的角频率 ω = √(k/m),因此 T = 2π/ω,本题 k/m = 900。速度在平衡位置最大,v最大 = Aω。
常见错误
- 把周期写成 2π√(k/m),k 与 m 的位置写反了。
- 把 0.1 千克当成 1 千克代入,结果 ω 缩小为原来的 1/√10。
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