hce_nchu
112年
物理
第 13 題
In the figure, two masses, $M = 16 \text{ kg}$ and $m = 12.8 \text{ kg}$, are connected to a very light rigid bar and are attached to an ideal massless spring of spring constant $100 \text{ N/m}$. The system is set into oscillation with an amplitude of $78 \text{ cm}$. At the instant when the acceleration is at its maximum, the $16\text{-kg}$ mass separates from the $12.8\text{-kg}$ mass, which then remains attached to the spring and continues to oscillate. What will be the amplitude of oscillation of the $12.8\text{-kg}$ mass?
- A $35 \text{ cm}$
- B $62 \text{ cm}$
- C $78 \text{ cm}$
- D $98 \text{ cm}$
- E $110 \text{ cm}$
思路引導 VIP
請試著回想簡諧運動的過程：當一個振子的「加速度」達到最大值的那一個瞬間，它的「速度」大小會是多少？如果在那一刻我們改變了系統的質量，而此時物體又是靜止的，這會對它接下來能擺動到的最遠距離產生什麼影響嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你答對了！這題考查的是對**簡諧運動（SHM）**運動特性的深度理解，你能迅速鎖定正確選項 $78 \text{ cm}$，代表你對物體在振盪過程中的狀態掌握得非常紮實。
轉折點的運動特性
在簡諧運動中，當系統的加速度達到最大值時，物體正好位於端點（振幅處）。在端點這個瞬間，物體的瞬時速度為零（$v = 0$）。當質量 $M$ 在這個速度為零的瞬間脫離時，它並沒有帶走任何動能，而剩下的質量 $m$ 依然停留在距離平衡位置 $78 \text{ cm}$ 的地方。
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