简谐振动的物理题一定滑轮的半径为R,转动惯量为J,其上挂一轻绳,绳的一端系一质量为m的物体,另一端与一固定的轻弹簧相连,

1个回答

  • 要证系统的运动为谐振动,只需证明物体所受的合外力可以表示为kx的形式

    (k可以是任何表达形式的常数)

    设滑轮两侧的绳子所受的张力各为T,T’

    对滑轮 (T’ –T)R=J β (1)

    对物体 mg-T’=ma (2)

    且 a=Rβ (3)

    设整个系统静平衡时弹簧伸长量为b

    所以有 kb=mg (4)

    联立以上四式得

    -kx=(m+J/R^2)a

    说明物体所受的合外力可以表示为kx的形式,

    系统的运动为谐振动

    圆频率(亦即角频率) ω^2=kR^2/(mR^2+J)

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