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请详细描述一下为什么试管在水中会做简谐运动

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/17 14:06:41

请详细描述一下为什么试管在水中会做简谐运动
解题思路: 从受力分析出发,将试管的运动情况进行分析,再对照简谐运动的特点即可知试管在竖直方向上可以近似认为做的运动为简谐运动。
解题过程:
解:
开始时由于向上竖直提起少许,因而释放后,试管的重力大于受到的浮力,合力竖直向下,因而试管将向下运动,随着时间推移,试管排开水的体积越来越大,浮力也越来越大,而重力不变,因而试管做加速度逐渐减小的加速运动,当浮力等于重力时,速度达到最大,由于惯性试管仍然要继续向下运动,但从此刻开始应该是做加速度逐渐增大的减速运动,当试管的速度为零时,向上的合力达到最大,加速度也最大,所以根据对称性原理,接着试管将先做加速度逐渐减小的向上加速运动,后做加速度逐渐增大的向上减速运动,直至速度为零返回原位,在不考虑其它因素的作用下,试管将不断重复以上运动,因而符合简谐运动的特点,即试管在竖直方向可近似看成为简谐运动。
最终答案: 解: 开始时由于向上竖直提起少许,因而释放后,试管的重力大于受到的浮力,合力竖直向下,因而试管将向下运动,随着时间推移,试管排开水的体积越来越大,浮力也越来越大,而重力不变,因而试管做加速度逐渐减小的加速运动,当浮力等于重力时,速度达到最大,由于惯性试管仍然要继续向下运动,但从此刻开始应该是做加速度逐渐增大的减速运动,当试管的速度为零时,向上的合力达到最大,加速度也最大,所以根据对称性原理,接着试管将先做加速度逐渐减小的向上加速运动,后做加速度逐渐增大的向上减速运动,直至速度为零返回原位,在不考虑其它因素的作用下,试管将不断重复以上运动,因而符合简谐运动的特点,即试管在竖直方向可近似看成为简谐运动。