EJU 2023 年第 2 回 物理 第 5 题

考点
简谐运动
领域
力学
难度
困难
标准答案
②

解析摘要

标准解析

由等效劲度系数分别求频率与振幅

两次运动都应以各自的静止平衡位置为中心考察。频率由系统的等效劲度系数和质量决定;而释放点在自然长处,所以振幅要由“自然长位置到平衡位置的距离”确定。

  1. 比较两个系统的频率

    单根弹簧、质量为 mm 时,角频率为 ω0=k/m\omega_0=\sqrt{k/m},因此 f0=ω0/(2π)f_0=\omega_0/(2\pi)。两根相同弹簧并联时,重物向下位移 xx,每根各产生回复力 kxkx,合回复力为 2kx2kx,故等效劲度系数为 K=2kK=2k。质量为 3m3m 时,ω1=2k/(3m)\omega_1=\sqrt{2k/(3m)}。于是

    f1f0=ω1ω0=23\frac{f_1}{f_0}=\frac{\omega_1}{\omega_0}=\sqrt{\frac{2}{3}}

    。

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