- 简谐运动的位移和路程
- 共890题
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动.B、C相距20cm.某时刻振子处于B点.经过0.5s,振子首次到达C点.求:
(1)振子在5s内通过的路程及位移大小;
(2)振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值.
正确答案
解析
解:(1)设振幅为A,由题意BC=2A=20cm,
所以A=10 cm
振子从B到C所用时间t=0.5s,为周期T的一半,
所以T=1.0 s
振子在1个周期内通过的路程为4A,故在t′=5s=5T内通过的路程
s=5×4A=200 cm
5 s内振子振动了5个周期,5 s末振子仍处在B点,
所以它偏离平衡位置的位移大小为10 cm
(2)据振子的恢复力和牛顿第二定律可得:振子加速度,a∝x
所以:aB:aP=xB:xP=10:4=5:2
答:(1)振子在5s内通过的路程及位移大小分别为200cm和10cm;
(2)振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值5:2.
一个弹簧振子的周期是0.2s,它在1s内通过40cm的路程,其振幅为( )
正确答案
解析
解:周期是振子完成一次全振动的时间,由题可知,T=0.2s,所以振子在1s内完成5次全振动,通过的路程是:S=5×4A=40cm
解得:A=2cm,故B正确.
故选:B
如图所示,小球P连接着轻质弹簧,放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为它的平衡位置,把P拉到A点,使OA=1cm,轻轻释放,经0.4s小球运动到O点.如果把P拉到A′点,使OA′=2cm,则释放后小球这一次运动到O点所需的时间为( )
正确答案
解析
解:将弹簧振子的振幅从1cm增大到2cm.由于弹簧振子的周期与振幅无关,所以周期不变,释放后小球第一次运动到O点所需的时间为四分之一周期,还是0.4s.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置起开始计时,经0.13s质点第一次通过M点,再经0.1s第二次通过M点,则质点振动周期的可能为______.
正确答案
0.72s或0.24s
解析
解:质点的振动周期共存在两种可能性.设质点在AA′范围内运动.
(1)如图甲所示,由O→M→A历时0.13 s+0.05 s=0.18 s,则周期为:T1=4×0.18 s=0.72 s.
(2)如图乙所示,由O→A′→M历时t1=0.13 s,由M→A→M历时t2=0.1 s,设由O→M或由M→O历时为t,则0.13 s-t=2t+0.1 s,故t=0.01 s,所以周期为:T=t1+t2+t=0.13+0.1+0.01=0.24 s.
故答案为:0.72s或0.24s
表征物体振动快慢程度的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、频率是单位时间内完成全振动的次数,反映了振动的快慢,故A正确;
B、振幅反映了振动的强弱,故B错误;
C、回复力F=-kx,是时刻变化的,与位移有关,故C错误;
D、位移是偏离平衡位置的距离,是时刻变化的,最大位移的大小等于振幅,反映振动的强度,故D错误;
故选:A.
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