问答题 两个质量相同的重物挂于弹簧的下端,其中一个坠落,求另一个重物的运动规律,已知弹簧挂一个重物时伸长为a.
【正确答案】
【答案解析】[解]如图所示,建立坐标系,设弹簧自由状态时长度为l,取l+a处(即挂一重物时弹簧的长度)为坐标原点,取x轴铅直向下,设在t时刻,重物在x处,由胡克定律知,此时弹性恢复为-kx,k为弹性系数,负号“-”是因为弹性恢复力与位移反向,由牛顿第二定律有


因为挂两重物时,弹簧伸长2a,由胡克定律有

所以方程
其特征方程:
于是方程的通解为

把初始条件x(0)=a,x"(0)=0代入以上两式,得C 1 =a,C 2 =0.
所以,所求的重物的运动规律为