解析 由简谐运动的对称性知:
物体在最低点时:
F回=1.5mg-mg=ma①
在最高点:
F回=mg-FN=ma②
由①②两式联立解得FN=mg.
由以上可以得出振幅为A时最大回复力为0.5mg,所以有kA=0.5mg③
欲使物体在振动中不离开弹簧,则最大回复力可为mg,所以有kA′=mg④
由③④两式联立解得A′=2A.
答案 mg 2A
4.一水平弹簧振子做简谐运动,周期为T,则( )
A.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则Δt一定等于T的整数倍
B.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反,则Δt一定等于的整数倍
C.若Δt=T,则在t时刻和(t+Δt)时刻振子振动的速度一定相等
D.若Δt=,则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定相等
解析 如图所示,图中的a、b、c三点位移大小相等、方向相同,显然Δt不一定等于T的整数倍,故选项A错误;图中的a、d两点的位移大小相等、方向相反,Δt<,故选项B错误;在相隔一个周期T的两个时刻,振子只能位于同一位置,其位移相同,速度也相等,选项C正确;相隔的两个时刻,振子的位移大小相等,方向相反,其位置关于平衡位置对称,弹簧分别处于压缩和拉伸状态,弹簧的长度并不相等,选项D错误.
答案 C
三、单摆周期公式的应用