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题型:填空题
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填空题

如图所示,质量为m的木块放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍,则物体对弹簧的最小压力是______;如果现在给木块施加一个竖直向下的压力F,撤去F后要使物体在振动中离开弹簧,F至少为______

正确答案

mg

mg

解析

解:(1)当木块运动到最低点时,对弹簧弹力最大,此时由牛顿第二定律得:

Fmax-mg=ma,因为Fmax=1.5mg,所以a=0.5g.

当木块运动到最高点时,对弹簧弹力最小,此时由牛顿第二定律得:

mg-Fmin=ma,由运动的对称性知,最高点与最低点的加速度大小相等,即

a=0.5g,代入求得Fmin=mg.

(2)在最高点或最低点:kA=ma=mg,所以弹簧的劲度系数k=

物体在平衡位置下方处于超重状态,不可能离开弹簧,只有在平衡位置上方可能离开弹簧.要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧,物体在最高点的加速度a=g此时弹簧的弹力为零.若振幅再大,物体便会脱离弹簧.物体在最高点刚好不离开弹簧时,回复力为重力,所以:mg=KA′=ma,则振幅A′=,加速度为g.

在推力F作用下,在最低点时,有:k(2A′)-F-mg=0,故F=mg;

故答案为:mg,mg.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法中不正确的是(  )

A做简谐运动的质点,其振动能量与振幅无关

B泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象

C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关

D各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样,为c=3×108m/s

正确答案

A

解析

解:A、振动的快慢看周期,振动的强度看振幅,故A错误;

B、泊松亮斑是光的衍射现象的证明,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光发生了全反射现象,故B正确;

C、根据狭义相对论,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关,故C正确;

D、光的电磁学说表明:各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样,为c=3×108m/s,故D正确;

本题选错误的,故选:A.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个三角形物块固定在水平桌面上,其光滑斜面的倾角为θ=30°.物体A的质量为mA=0.5㎏,物体B的质量为mB=1.0㎏(A、B均可视为质点),物体A、B并列在斜面上且压着一劲度系数为k=125N/m的轻弹簧,弹簧的下端固定,上端拴在A物体上,物体A、B处于静止状态.(g取10m/s2

(1)求此时弹簧的压缩量是多大?

(2)将物体B迅速移开,物体A将作周期为0.4s的简谐振动,若以沿斜面向上的方向为正方向,请你在所给的坐标系中作出物体A相对平衡位置的位移随时间的变化曲线图,并在图中标明振幅的大小.

(3)将物体B迅速移开,试证明物体A在斜面上作简谐运动.

正确答案

解析

解:(1)物体在斜面上处于平衡状态,所受外力平衡,设压缩量为x,则有:

(mA+mB)gsin30°=kx

解得:x= 

(2)将物体移开后,物体作简谐运动的振幅为:A=

已知系统的振动周期为=0.4s,振动的位移随时间的变化关系曲线如下图:

(3)设物体在平衡位置时弹簧的压缩量为0,则有mAgsinθ=kx0,当物体经过平衡位置下方的某一位置时,对平衡位置的位移的大小为则:F=k(x0-x)-mAgsinθ

由以上两式得:F=-kx且位移的方向与F的方向相反.即物体作简谐运动.

答:(1)此时弹簧的压缩量是0.06m;

(2)如图所示;

(3)证明如上.

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题型:填空题
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填空题

做简谐运动的单摆,当摆球做加速运动时,是______能不断转化为______能,在做减速运动时,是______能不断转化为______能.

正确答案

重力势

重力势

解析

解:

做简谐运动的单摆,当位移减小时,质点靠近平衡位置,速度增大,弹簧形变量减小,故是弹性势能转化为动能;

当加速度增大时,质点背离平衡位置运动,速度减小,形变量增大,故动能转化为弹性势能;

故答案为:重力势;动;动;重力势.

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题型: 单选题
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单选题

关于简谐运动周期、频率、振幅说法正确的是(  )

A振幅是矢量,方向是由平衡位置指向极端位置

B周期和振幅的乘积为一常数

C振幅增大,周期随之增大,频率减小

D做简谐运动系统一定,其振动频率一定,与振幅无关

正确答案

D

解析

解:A、振幅是振子离开平衡位置的最大距离,是标量,故A错误;

B、周期和频率互为倒数,乘积为1;周期和振幅的乘积可以为任意值;故B错误;

C、D、周期和频率由系统自身的因数决定,与振幅无关,故C错误,D正确;

故选:D.

下一知识点 : 简谐运动的初相、相位和相位差
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