解题思路:系统处于平衡位置时,弹簧压缩△x1,由2mg=k△x1,求得压缩量,从而求出振幅,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,由动能定理即可求解最大速度.
(1)系统处于平衡位置时,弹簧压缩△x1,由2mg=k△x1,得
△x1=[2mg/k=
2×2×10
400]m=0.10 m,
盒子的振幅为H=△x1+△x2=0.10 m+0.10 m=0.20 m
(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+△Ek=[1/2]•2m•vm2,
解得:vm=
2gH=
2×10×0.20m/s=2 m/s.
答:(1)盒子A做简谐运动的振幅为0.20 m;
(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.
点评:
本题考点: 简谐运动的振幅、周期和频率.
考点点评: 本题主要考查了简谐运动的特点及动能定理的直接应用,难度适中.