- 简谐运动
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如图1是演示简谐运动图象的装置,当盛沙漏斗下的木板N被匀速地拉出时,从摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系,板上的直线xx′代表时间轴.图2是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线,若板N1和板N2拉动的速度υ1和υ2的关系为υ1=2υ2,则板N1、N2上曲线所代表的振动周期T1和T2的关系为( )
正确答案
解析
解:设板长为L,则:
T1=
;
;
根据题意,有:
v1=2v2
故T1=T2
故选:A.
如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象,从图象中可知( )
正确答案
解析
解:A、从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等,根据周期公式T=可知,两个单摆的摆长相等,周期与摆球的质量无关,故A错误,B正确;
C、从图象可以看出,位移为零的时刻不同,故改变速度方向的时刻不同,故C错误;
D、只有从平衡位置或最大位移处开始计时时,经过相同时间,两球通过的路程才满足S甲=2S乙,故D错误;
故选B.
如图所示是一弹簧振子简谐运动的位移x与时间t的关系曲线,则( )
正确答案
解析
解:A、由图象可知:质点的振动周期为4s,故频率为0.25Hz,故A错误;
B、由图象可知:质点的振幅是10cm,故B错误;
C、x-t图象上某点的切线的斜率表示速度,在1s-2s时间间隔内,质点的速度逐渐减小,沿着+x方向,故C正确;
D、在3s-4s时间间隔内,位移为负且增加,故加速度为正且增大,故D错误;
故选:C.
如图所示为弹簧振子做简谐运动的振动图象,可以判定下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图看出,从t1到t2时间内振子的位移减小,振子靠近平衡位置,则动能不断增大,势能不断减小,故A正确.
B、弹簧振子做简谐运动的振幅是不变,等于位移的最大值,故B错误.
C、t3时刻振子处于位移负向最大,根据简谐运动的特点:a=-,加速度大小与位移大小成正比,所以t3时刻振子的加速度为正向最大,故C错误.
D、t1,t4两时刻振子的位移相同,说明振子经过同一位置,则加速度相同.故D正确.
本题选错误的,故选:BC
一个质点在平衡位置O点的附近作简谐运动,某时刻过O点后经3s时间第一次经过M点,再经2s第二次经过M点.该质点再经______;第三:次经过M点.若该质点由O点出发后在20s内经过的路程是20cm,则质点振动的振幅为______.
正确答案
解析
解:如图所示,设质点B、C之间振动.
若质点先向左开始振动,画出其振动一个周期内运动轨迹,如图1所示,则知周期T1=3s+2s+=
s,则该质点再时间△t1=T-2s=
s,经第三次经过M点.
若该质点由O点出发后在20s内,=
,经过的路程是20cm,因为一个周期内质点通过的路程为4A,则15A1=20cm,振幅为A1=
=
cm.
若质点先向右开始振动,画出其振动一个周期内运动轨迹,如图2所示,则知周期T1=4(3s+×2s)=16s,则该质点再时间△t2=T-2s=14s,经第三次经过M点.
则20s时间与周期的关系为:=
=
,则有5A2=20cm,则得A2=4cm
故答案为:14s或s,4cm或
cm
一个质点做简谐运动,它的振动图象如图,则( )
正确答案
解析
解:A、简谐运动是直线运动,x-t图象反映了质点不同时刻的位移情况,不是轨迹,故A错误;
B、质点在t1时间内的位移等于A点对应的纵坐标的值,故B错误;
C、有向线段OA在x轴的投影为x1,是质点在t1时间内的位移,故C正确;
D、质点在t1时刻的瞬时速率等于A点的切线的斜率,故D错误;
故选:C.
一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的( )
正确答案
解析
解:A、由图读出质点振动的周期T=4s,则频率f==
=0.25Hz.故A错误.
B、质点做简谐运动,在一个周期内通过的路程是4A,t=10s=2.5T,所以在10s内质点经过的路程是:
S=2.5×4A=10×2cm=20cm.故B正确.
C、在第4s末,质点的位移为0,经过平衡位置,速度最大.故C错误.
D、由图知在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相反,故D错误.
故选:B
一条细线下面挂一个小球,让它自由摆动,作出它的振动图象如图.问:
(1)你能根据图中数据算出它的摆长吗?
(2)已知月球上的自由落体加速度为1.6m/s2,它在月球上做50次全振动要用多少时间?
正确答案
解析
解:(1)由图知周期 T=2s,由单摆的周期公式T=2π,得:
L==
s=1m
(2)设单摆在月球上振动的周期为T′.
由T=2π,得:
=
=
=2.47
则T′=2.47T=4.94s
故它在月球上做50次全振动要用时:t=50T′=50×4.94s=247s
答:(1)根据图中数据算出它的摆长是1m.
(2)已知月球上的自由落体加速度为1.6m/s2,它在月球上做50次全振动要用时是247s.
如图所示,弹簧振子在BC两点间振动,O为BC的中点,取向右为正方向,由振动图象可知,t=0.1s,振子的位置在点______,此后经过______s,振子第一次达到C点.
正确答案
0
0.15
解析
解:从x-t图象可以看出,t=0.1s时刻,振子的位移为零,速度为负,故在平衡位置处,且再经过0.15s振子第一次达到C点.
故答案为:O;0.15.
某单摆做小角度摆动,其振动图象如图所示.则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图读出t1时刻位移最大,说明摆球在最大位移处,速度为零,回复力最大,加速度最大.故A错误.
B、由图读出t2时刻位移为零,说明摆球在平衡位置,摆球速度速度最大,回复力为零,加速度为零.故B错误.
C、由图读出t3时刻位移最大,说明摆球在最大位移处,速度为零,回复力最大悬线对它的拉力不为零,故C错误.
D、由图读出t4时刻位移为零,说明摆球在平衡位置,摆球速度速度最大,回复力为零,但小球有竖直向上的加速度,处于超重状态,悬线对它的拉力最大.故D正确.
故选:D.
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