如图所示,一质量不计的轻质弹簧竖立在地面上,弹簧的上端与盒子A连接在一起,下端固定在地面上.盒子A内腔为正方体,一直径略

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  • (1)系统处于平衡位置时,弹簧压缩△x 1,由2mg=k△x 1,得

    △x 1=

    2mg

    k =

    2×2×10

    400 m=0.10m,

    盒子的振幅为H=△x 1+△x 2=0.10m+0.10m=0.20m

    (2)方向向下.

    (3)小球B运动到平衡位置时速度最大,从最高点到平衡位置的过程中,弹力做的正功与负功相等,总功为零,

    由动能定理,得2mgH+0+△E k=

    1

    2 •2m•v m 2,

    解得:v m=

    2gH =

    2×10×0.20 m/s=2m/s.

    答:(1)盒子A做简谐运动的振幅为0.20m;

    (2)盒子A运动到最高点时,盒子A对金属小球B的作用力方向向下;

    (3)金属小球B的最大速度为2m/s.

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