作业 02-06-02-04 如图(a)所示,一劲度系数为k的轻弹簧的一端固定,另一端用细绳与质量为m的物体B连接,细绳跨过固定于桌边的定滑轮P上,物体B悬于细绳下端,定滑轮P为均质圆盘,其半径为R,质量为M。求证:物体B在运动时作简谐振动;并求其角频率。所有摩擦阻力均不计。


解: 以静平衡时弹簧的伸长量 处作为坐标原点OOy轴铅直向下[图(b)]。振动位移为y时,水平段细绳中的张力为

    ①

式中

按刚体的转动定律和牛顿第二定律,分别对滑轮P和物体B列出运动方程:

  ②

     ③

       ④

   ⑤

式中,

联立以上①~⑤,解得

故物体B作简谐振动;其角频率为