- 简谐运动的周期、频率和圆频率
- 共909题
一水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动,在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准,使二者间连线与转轴平行,分别置于圆盘的上下两侧,且可以同步的沿圆盘半径方向匀速移动,激光器连续向下发射激光束。在圆盘匀速转动过程中,当狭缝经过激光器与传感器之间时,传感器接收到一个激光信号,并将其输入计算机,经处理后画出相应的图线。图(a)为该装置示意图,图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线,横坐标表示时间,纵坐标表示接收到的激光信号强度,图中。
(1)利用图(b)中的数据求圆盘匀速转动的角速度;
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向;
(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度△t3。
正确答案
(1)ω=7.85rad/s
(2)激光器和探测器由中心向边缘移动
(3)△t3=0.67×10-3s
如图所示,单摆摆长为L,做简谐运动,C点在悬点O的正下方,D点与C相距为S,C、D之间是光滑水平面,当摆球A到左侧最大位移处时,小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动,A、B二球在C点迎面相遇,求小球B的速度大小.
正确答案
小球A摆动到C点的时间为:t=nT+T=(n+
)
(n=0,1,2…);
根据位移时间关系公式,有:S=vt,
得:v==
,(n=0,1,2…);
答:小球B的速度大小为,其中n=0,1,2….
在研究性学习中,学生通过查找资料知道了竖直方向弹簧振子作简谐振动的周期公式T=2π (k为弹簧的劲度系数,m是振子的质量),利用下列器材:铁架台(含固定弹簧的铁夹)、钩码一个、一根轻弹簧、毫米刻度尺、秒表,设计了测量重力加速度g的实验.
(1)补充写出实验的步骤:
A.将轻弹簧悬挂起来测出原长L0
B.挂上钩码静止时测出弹簧的长度L1
C.______
D.代入表达式算出重力加速度的数值
(2)用测量的量表示重力加速度的表达式g=______.
正确答案
将钩码向下拉离平衡位置释放并测出N次全振动的时间t,求解出周期T=;
弹簧振子的周期公式T=2π;
根据胡克定律可以得到k(L1-L0)=mg;
联立求解得到:g=;
故答案为:将钩码向下拉离平衡位置释放并测出N次全振动的时间t,.
将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、之间来回滑动,
点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为
,
很小。图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻,试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息。求:
(1)容器的半径;
(2)小滑块的质量;
(3)滑块运动过程中的守恒量。
正确答案
解:(1)由图乙得小滑块做简谐振动的周期:
由,得
(2)在最高点A,有
在最低点B,有
从A到B,滑块机械能守恒,有
解得:
(3)滑块机械能守恒:。
如图甲所示,在光滑的斜面上,有一滑块,一劲度系数为的轻弹簧上端与滑块相连,下端与斜面上的固定挡板连接,在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值,拉力显示为负值),能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机,经计算机处理后在屏幕上显示出-图象.现用力将滑块沿斜面压下一段距离,放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动,此时计算机屏幕上显示出如图乙所示图象.
(1)滑块做简谐运动的回复力是由____________提供的;
(2)由图乙所示的-图象可知,滑块做简谐运动的周期为__________ s;
(3)结合-图象的数据和题目中已知条件可知,滑块做简谐运动的振幅为__________.
正确答案
(1)弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力)
(2)0.4
(3)
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