3.
简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为

的物体在受到形如

的回复力作用下,物体的位移

与时间

遵循

变化规律的运动,其中角频率

为常数,

为振幅,

为周期)。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示,一竖直光滑的管内有—劲度系数为

的轻弹簧,弹簧下端固定于地面,上端与一质量为

的小球A相连,小球A静止时所在位置为

。另一质量为

的小球B从距A为

的

点由静止开始下落,与A发生瞬间碰撞后一起开始向下运动。两球均可视为质点,在运动过程中,弹簧的形变在弹性限度内,当其形变量为

时,弹性势能为

。已知

, 重力加速度为

。求:
(1)B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度;
(2)小球A被碰后向下运动离
点的最大距离
(3)a.请判断两小球一起向下运动的过程,是否是简谐运动,并说明理由。
b.小球
从
点开始向下运动到第一次返回
点所用的时间
。
