- 简谐运动的位移和路程
- 共890题
水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、水平方向弹簧振子做简谐运动,其质量为m,最大速率为v.当速度为零时,弹性势能最大且为mv2,故A正确;
B、当振子的速率减为时,此振动系统的动能为
,弹性势能为
,故B错误;
C、从某时刻起,在半个周期内,由于位移大小具有对称性,所以弹力做功之和为零.故C错误;
D、从某时刻起,在半个周期内,由于位移大小具有对称性,所以弹力做功之和为零.故D错误;
故选A.
如图所示,质量为m的木块放在竖直的弹簧上,m在竖直方向做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的压力最小值为物体自重的0.5倍,
求:①物体对弹簧压力的最大值;
②欲使物体在振动中不离开弹簧,其振幅不能超过多少.
正确答案
解析
解:(1)因为木块在竖直方向上做简谐运动,依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大,在最高点对弹簧的压力最小.
在最高点根据牛顿第二定律有mg-FN=ma,代入数据解得a=0.5 g.
由最高点和最低点相对平衡位置对称,加速度大小等值反向,所以最高点的加速度大小为a′=0.5 g,在最高点根据牛顿第二定律有FN′-mg=ma′,
故FN′=mg+ma′=1.5 mg.
(2)要使木块不脱离弹簧,设其振幅不能超过A′,此时木块振到最高点恰在弹簧原长处,此时的最大加速度为g,由a=-x知,当振幅为A时,在最低点有0.5 g=-
A;
当振幅为A′时,在最高点有g=-A′,由此可得A′=2A.
答:①物体对弹簧压力的最大值为1.5mg;
②欲使物体在振动中不离开弹簧,其振幅不能超过2A
某同学设计了一个测量物体质量的装置,如图所示,其中P是光滑水平面,A是质量为M的带夹子的已知质量金属块,Q是待测质量的物体.已知该装置的弹簧振子做简谐振动的周期为T=2π
,其中m是振子的质量,K是与弹簧的劲度系数有关的常数,当只有A物体振动时,测得其振动周期为T1,将待测物体Q固定在A上后,测得振动周期为T2,则待测物体的质量为______.如果这种装置与天平都在太空站中使用,则______
A.天平仍可以用来测质量,这种装置不能用来测质量
B.这种装置仍可以用来测质量,天平不能用来测质量
C.这种装置和天平都可以用来测质量
D.这种装置和天平都不能用来测质量.
正确答案
解析
解:根据弹簧振子做简谐运动的周期公式T=2π,得:m=
由题得:M=,M+mQ=
解得待测物体q的质量为:mQ=M
如果这种装置与天平都在太空站中使用,由于装置处于完全失重状态,物体对支持面没有压力,所以天平不能用来测质量.
弹簧振子的周期不变,这种装置仍可以用来测质量.故B正确.
故选:B.
故答案为:,B
如图所示,一个弹簧振子沿x轴在B、C之间做简谐振动(箭头方向正),O是平衡位置,当振子从B点向O点运动经过P点时( )
正确答案
解析
解:
A、振子的位移从平衡位置指向所在位置,可知当振子从B点向O点运动经过P点时,振子的位移向左,为负,故A正确.
B、回复力方向总指向平衡位置O,所以振子经过P点的回复力方向向右,为正,故B错误.
C、振子向右运动,速度为正,故C错误.
D、加速度方向与回复力方向相同,则振子经过P点时加速度方向向右,为正,故D错误.
故选:A
单摆做简谐运动的周期T=______,单摆的周期与______ 和当地的重力加速度有关,与______ 和摆的质量无关.日常用来计时的挂钟,它的周期为______ S.
正确答案
2
摆长
摆角
1
解析
解:单摆的振动周期T=2,据公式看出,周期与摆长和当地的重力加速度有关,与摆角和摆的质量无关.日常用来计时的挂钟,它的周期为1秒.
故答案为:2;摆长;摆角;1
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