- 简谐运动的周期、频率和圆频率
- 共909题
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动,B、C相距20cm,某时刻振子处于B点,经0.5s振子首次到达C点.求:
(1)振子的振幅、周期;
(2)振子在5s内通过的路程和5s末相对平衡位置位移的大小.
正确答案
解析
解:(1)设振幅为A,周期为T,则:
2A=20 cm
=0.5 s
故:
A=10 cm
T=1.0 s.
(2)振子在一周期内通过的路程为4A,故在5 s也就是5个周期的时间内通过的路程:
s=5×4A=200 cm.
5 s末振子又回到原来的位置B点,相对平衡位置的位移的大小为10 cm.
答:(1)振子的振幅为10cm、周期为1s;
(2)振子在5s内通过的路程为200cm,5s末相对平衡位置位移的大小为10cm.
(2014秋•岳阳校级月考)取一根柔软的弹性绳,使绳处于水平伸直状态.从绳的端点A开始每隔0.50m标记一个点,依次记为B、C、D…如图所示.现让A开始沿竖直方向做振幅5cm的简谐运动,取竖直向上为正方向,经过0.7s波正好传到O点,此时A点第二次到达正向最大位移,则
(1)波速为多大?
(2)若A点起振方向向上,则波的周期为多少?
(3)若A质点起振方向向下,则质点C在这段时间内经过的路程为多少?
正确答案
解析
解:(1)AO之间传播的距离△x=14×0.5m=7m
波速:v=
(2)若A点起振方向向上,则由题意A点第二次到达正向最大位移,则,△t==0.7s,则T1=0.56s
(3)若A点起振方向向下,A点第二次到达正向最大位移,则△t==0.7s,则T2=0.4s,
振动从A传到C点所用时间t1=s
质点C振动时间t2=△t-t1=0.6s
C点从平衡位置开始运动,则C质点振动经过的路程为S==
m
答:(1)波速为10m/s;
(2)若A点起振方向向上,则波的周期为0.56s;
(3)若A质点起振方向向下,则质点C在这段时间内经过的路程为0.3m.
如图所示,倾角为θ、光滑的斜面体固定在水平面上,底端有垂直斜面的挡板,劲度系数为k的轻质弹簧,下端拴接着质量为M的物体B,上端放着质量为m的物体P(P与弹簧不拴接).现沿斜面向下压P一段距离释放,它就沿斜面上下做简谐运动,振动过程中,P始终没有离开弹簧.试求:
(1)P振动的振幅的最大值;
(2)P以最大振幅振动时,B对挡板的最大压力.
正确答案
解析
解:(1)P若做简谐振动,则P位于平衡位置时,沿斜面方向受到的合外力等于0,而P沿斜面的方向上有重力的分力和弹簧的弹力,可知二者大小相等,方向相反,即:k△x=mgsinθ
所以:
由题意,P向上到达的最高点的位置时,弹簧的长度恰好等于原长是P仍然能做简谐振动的最高点,所以P的最大振幅:A=
(2)P以增大振幅振动时,由简谐振动的特点可知,P到达最低点时,弹簧的压缩量△x′=2x.
以B为研究对象,则B受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和弹簧沿斜面向下的压力,沿斜面的方向:
Nmax=Mgsinθ+k•△x′
联立得:Nmax=Mgsinθ+2mgsinθ
答:(1)P振动的振幅的最大值是;
(2)P以最大振幅振动时,B对挡板的最大压力是Mgsinθ+2mgsinθ.
若物体做简谐运动,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体做简谐运动,过同一位置时速度大小相等,方向可能不同,故位移为负值,速度不一定为负值;加速度a=-,故位移为负值,加速度为正值;故A错误;
B、物体通过平衡位置时所受回复力为零,合外力不一定为零,如单摆做简谐运动经过平衡位置时,合外力不为零,故B错误;
C、物体做简谐运动,过同一位置时位移一定,加速度a=-也一定;但速度大小相等,方向可能不同,故速度不一定相同;故C正确;
D、物体的位移增大时,位移增加,势能增加,动能减少,故D错误.
故选:C.
一弹簧振子的周期为0.25s,振子从平衡位置向右运动开始计时,经过1.7s振子的运动情况是( )
正确答案
解析
解:由题意,弹簧振子的周期 T=0.25s,t=1.7s,因n==
=6
,所以振子从平衡位置开始向右运动,经过1.7s时,振子正从左侧最大位移处向平衡位置运动,正在向右加速运动.
故选:A
扫码查看完整答案与解析