- 简谐运动的周期、频率和圆频率
- 共909题
如图所示两木块A和B叠放在光滑水平面上,质量分别为m和M,A与B之间的最大静摩擦力为fm,B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子,为使A和B在振动过程中不发生相对滑动,则( )
正确答案
解析
解:当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB间静摩擦力达到最大,此时AB到达最大位移处.
根据牛顿第二定律,以A为研究对象,最大加速度:
a=
以整体为研究对象:
kA=(M+m)a
联立两式得到最大振幅:
A=
故AC错误,BD正确;
故选:BD.
某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律,装置如图所示,水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子,滑块上固定有传感器的发射器.把弹簧拉长5cm由静止释放,滑块开始振动.他们分析位移一时间图象后发现,滑块的运动是简谐运动,滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls,则弹簧振子的振动频率为______Hz;以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向,则滑块运动的表达式为x=______cm.
正确答案
0.5
5cosлt
解析
解:滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls,知周期T=2s,则振动频率:
f==0.5Hz
ω=2πf=π,
根据x=Asin(ωt+φ)知,A=5cm,φ=,
所以:
x=5sin(πt+)=5cosπtcm
故答案为:0.5,5cosлt.
弹簧振子作简谐运动,t1时刻速度为v,t2时刻也为v,且方向相同.已知(t2-t1)小于周期T,则关于(t2-t1)下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:t1时刻速度为v,t2时刻也为v,且方向相同.则有这两位置关于平衡位置对称.由于(t2-t1)小于周期T,
A、当这位置靠近最大位置附近,且t1时刻速度方向指向平衡位置时,则有(t2-t1)大于四分之一周期,故A正确;
B、当这位置靠近平衡位置附近,且t1时刻速度方向指向平衡位置时,则有(t2-t1)小于四分之一周期,故B正确;
C、当这位置靠近平衡位置附近,且t1时刻速度方向指向最大位置时,则有(t2-t1)大于二分之一周期,故C错误;
D、当这位置靠近平衡位置附近,且t1时刻速度方向指向最大位置时,则有(t2-t1)大于二分之一周期,不可能等于二分之一周期,故D错误;
本题选择不正确的选项,故选:CD.
一质点做简谐运动,振幅是4cm、频率是2.5Hz,该质点从平衡位置起向正方向运动,经2.5s质点的位移和路程分别是(选初始运动方向为正方向)( )
正确答案
解析
解:振子振动的周期为:T==
s=0.4s,则时间t=2.5s=6
T
由于从平衡位置开始向正方向运动,经过2.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:x=A=4cm.
在2.5s内振子通过的路程为:S=6.25×4A=6.25×4×4cm=100cm.
故选:D
竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔,在竖直面内放置记录纸.当振子上下振动时,以水平向左速度v=10m/s匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下记录的痕迹,建立坐标系,测得的数据如图所示,则振子振动的振幅______cm,频率______Hz.
正确答案
解析
解:设周期为T,振幅为A.由题图得:A=5cm;
由于振动的周期就是记录纸从O至x=1m运动的时间,
所以,周期为
则频率为:
故答案为:5cm、10Hz.
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