- 简谐运动的周期、频率和圆频率
- 共909题
如图所示,一弹簧振子做等幅振动,取向右为正,A、B两处为最大位移处,O为平衡位置,C为AO间某一位置.则振子( )
正确答案
解析
解:A、取向右为正,从B→O时,位移是正值,加速度的方向与位移的方向相反,为负值.故A错误;
B、从O→B时,远离平衡位置减速,位移是正值,速度为正值,故B正确;
C、D、运动到C处时,位移的方向与规定的正方向相反,为负值,加速度为正值,速度可能为正值,可能是负值,故C错误,D错误;
故选:B.
一弹簧振子振幅为A,从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置,若振子从最大位移处经过时的速度大小和加速度大小分别为v1和a1,而振子位移为
时速度大小和加速度大小分别为v2和a2,那么( )
正确答案
解析
解:由题意,振子从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置,从最大位移处到平衡位置处运动,振子的速度增大,加速度减小,所以经过时通过的位移小于
,振子越靠近平衡位置速度越大,加速度越小,所以v1<v2,a1>a2.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
某质点做简谐运动,先后以同样的速度通过相距l的a、b两点(如图所示),用的时间是1s.过b点后再经1s以相反方向的速度(相同的速率)再次通过b点,则该质点作简谐运动的周期T=______.
正确答案
4s
解析
解:简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过A、B两点,则可判定这两点关于平衡位置O点对称,所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等.那么平衡位置O到B点的时间;
因过B点后再经过t=1s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则有从B点到最大位置的时间.
因此,质点振动的周期是T=4×(t1+t2)=4s
故答案为:4s
一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动,于是在绳上形成一列简谐波.求:
(1)该简谐横波的波长、波速各为多少?
(2)若从波传到平衡位置在x=1m处的M质点时开始计时,作出M点的振动图象.并且计算经过多长时间,平衡位置在x=4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置?在图中准确画出当时弹性绳上的波形.
(3)从绳的左端质点开始做简谐运动起,当左端质点通过的总路程为88cm时,质点N振动通过的总路程是多少?
正确答案
解析
解:(1)半个波长等于1m,所以λ=2m
波速v==2m/s.
(2)振动的周期等于波传播的周期等于1s,且质点M先向下振动.振动图象如下图.
波传播到N点所需的时间
波传播到N点先向下振动,到向上振动所需的时间
所以x=4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置的时间t=t1+t2=2.25s.
画波动图象时先画出N点所处的位置,处于平衡位置且处于下坡段,然后向左画出完整波形.如下图.
(3)一个周期内振动的路程为32cm,,经历的时间
波传播到N点的时间
则N点振动的时间,所以质点N振动的路程为16cm.
如图所示,在光滑水平面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,开始振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F.振子从静止释放后向左运动,经过时间t后第一次到达平衡位置O点处,此时振子的速度为v,在这个过程中振子的平均速度大小( )
正确答案
解析
解:C、根据胡克定律,振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F,则OA的位移:
x=;
由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处,所以这个过程中平均速度:
=
=
=
故C正确;
A、B、D、振子从A向O的运动是加速度不断减小的运动,作出vt图象,如图所示:
如果是虚线,位移为对应三角形的面积,平均速度为;
对于实线,位移小于虚线对应的面积,故平均速度小于;
故AB错误,D正确;
故选:CD.
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