- 简谐运动
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某质点的振动图象如图所示,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、y-t图象上某点的切线的斜率表示速度;1s和3s时刻,质点的速度大小相等,方向相反,故A错误;
B、1s到2s时间内,质点做减速运动,故加速度与速度反向,故B错误;
C、D、振幅为2cm,周期为4s,角频率为=0.5πrad/s;故简谐运动的表达式为y=Asin(ωt+φ)=2sin(0.5πt+0.5π) cm,故C错误,D正确.
故选:D.
一质点作简谐运动的图象如图所示,则该质点( )
正确答案
解析
解:
A、在0.015s时,振动质点正从平衡位置向负向最大位移处运动,速度为-x轴方向,而加速度方向与位移方向相反,即沿+x轴方向.故A错误.
B、在0.01至0.03s内,振动质点正从平衡位置向负向最大位移处运动,速度与加速度方向相反,速度减小,加速度增大;后由负向最大位移处向平衡位置运动,速度与加速度方向相同,速度增大,加速度减小.故B正确.
C、在第八个0.01s内,根据周期性可知,相当于0.03至0.04s内,速度与位移方向相同,速度减小,位移增大.故C错误.
D、质点简谐运动的周期T=0.04s,时间1s=25T,每个周期内回复力两次为零,则共有50次为零.故D错误.
故选B
一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播,质点A、B间的距离为3m,如图1所示,若t=0时波刚好传到A点,质点A从平衡位置开始向上振动,其振动图象如图2所示,则B点的振动图象(A、B两点的计时起点相同)为图中的( )
正确答案
解析
解:AC、由A振动图象得到T=4s,则波长λ=vT=4m,A点开始振动方向向上.而AB间距离x=3m=λ,波从A传到B时间为
T=3s,即B在A振动3s后开始振动.故AC错误.
BD、B点的起振动方向与A点相同,均向上.故B正确,D错误.
故选:B.
如图是一水平弹簧振子做简谐运动的图象,由图可以推断,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在 t1 和t3 时刻振子处于相同的位置,位移相同,根据加速度与位移的关系a=-,则加速度相同,两点切线的斜率绝对值相同,则速度大小相同,即动能相同,故A正确.
B、在t4 和t6 时刻振子处于相同的位置,位移相同,两点切线的斜率绝对值相同,则速度大小相同,但速度方向不同,故速度不同,B错误;
C、运动过程中只有振子动能和弹簧弹性势能之间的转化,机械能守恒,故t3 和t4 时刻具有相等的机械能,故C正确;
D、在t1 和t6 时刻,两点切线的斜率相等,则速度相同,故动能相等,两位置的位移大小相等,则弹簧的形变量相同,则势能相等,故D正确.
故选:ACD.
如图是弹簧振子的振动图象,用正弦函数表示振动方程为______.
正确答案
X=0.2sin(100πt)(m)
解析
解:由图中可以读出振子的振幅为20cm=0.2m,周期为2×10-2s,φ=
则角速度为:ω==100π,
简谐运动振动方程的一般表达式为:x=Asin(ωt+φ)=0.2sin(100πt)(m)
故答案为:X=0.2sin(100πt)(m).
劲度系数为20N/cm的水平方向弹簧振子的振动图象如图所示,在图中A点对应的时刻( )
正确答案
解析
解:A、由“爬坡法”知振子的速度方向指向x轴的正方向,故A正确.
B、由于t=0时刻和t=4s时刻振子都在最大位移处,所以在0~4s内振子的位移为零,又由于振幅为0.5cm,在0~4s内振子完成了2次全振动,所以在这段时间内振子通过的路程为2×4×0.50cm=4cm,故B错误.
C、由图可看出,t=0、t=4s时刻振子的位移都是最大,且都在t轴的上方,在0~4s内经过两个周期,振子完成两次全振动,故C错误.
D、由图可知A在t轴上方,位移x=0.25cm,所以弹力F=-kx=-5N,即弹力大小为5N,方向指向x轴负方向,故D正确;
故选:AD.
一水平弹簧振子,规定水平向右为正方向,它的振动图象如图所示,则( )
正确答案
解析
解:A、由图知振子的周期为2s,0~3s为1.5个周期,则振子做了1.5次全振动,故A错误;
B、在0~3s内振子通过的路程为s=1.5×4×0.5=3cm,故B错误;
C、图中A点对应的时刻,位移为正,即位移方向水平向右,振子所受弹力指向平衡位置,则振子所受弹力方向水平向左,故C错误,D正确;
故选:D.
如图为某弹簧振子做简谐运动的振动图象,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,t=0.15s的时刻,振子正在向平衡位置方向运动.故A错误;
B、由图可知,该弹簧振子做简谐运动的周期是0.4s,而弹簧振子的动能在一个振动的周期内做两次周期性的变化,所以动能变化周期为0.2s.故B错误;
C、1.5s=,所以从开始计时1.5s内,振子运动的路程为
cm.故C正确;
D、在简谐振动中,振子做变加速的直线运动,周期内的平均速度不等于
,故D错误.
故选:C
振动图象描述的是______质点在______时刻的位移.(某个、各个)
波动图象描述的是______质点在______时刻的位移.(某个、各个)
当______,衍射现象比较明显.
当出现两列波的干涉时,两列波的频率必须______,相位差必须______.
当声源与观察者______或______时,出现多普勒效应.
正确答案
某个
各个
各个
某个
波长与障碍物或小孔的尺寸差不多或更大时
相同
恒定
远离
靠近
解析
解:振动图象描述的是某个质点在各个时刻的位移.
波动图象描述的是各个质点在某个时刻的位移.
当波长与障碍物或小孔的尺寸差不多或更大时,衍射现象比较明显.
当出现两列波的干涉时,两列波的频率必须相同,相位差必须恒定.
当声源与观察者远离或靠近时,出现多普勒效应.
故答案为:某个,各个,各个,某个,波长与障碍物或小孔的尺寸差不多或更大时,相同,恒定,远离,靠近.
如图所示,图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置,当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙,在板上显示出沙摆的振东位移随时间变化的关系曲线.已知木板被水平拉动的速度为0.3m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60m,g=π2,这次实验沙摆的振动周期为______s,长约为______m.
正确答案
解析
解:由题,薄木板水平匀速运动,图示记录的运动时间为 t==
s=2s.
设沙摆的周期为T,由图看出,2T=t,得T=1s.
由单摆的周期 T=2π得,L=
=
=0.25m
故答案为:1,0.25
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