- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
一物体置于一平台上,随平台一起在竖直方向上做简谐运动,则( )
正确答案
解析
解:A、B、物体和平台一起做简谐运动,加速度方向总是指向平衡位置,当处于平衡位置下方时,加速度向上,处于超重状态,根据牛顿第二定律,有:N=mg+ma,在最低点加速度最大,支持力最大;根据牛顿第三定律,物体对平台的正压力最大;故A错误,B正确;
C、当平台振动经过平衡位置时,加速度为零,物体对平台的正压力等于物体的重力,故C错误;
D、物体运动过程中,支持力做功,故机械能不守恒,故D错误;
故选:B.
为k的轻质弹簧连接构成弹簧如图所示两木块A和B叠放在光滑水平面上,质量分别为m和M,A与B之间的最大静摩擦力为fm,B与劲度系数振子,为使A和B在振动过程中不发生相对滑动,则( )
正确答案
解析
解:当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB间静摩擦力达到最大.此时AB到达最大位移处.
根据牛顿第二定律得:
以A为研究对象:最大加速度 a=
以整体为研究对象:kA=(M+m)a
联立两式得,最大振幅为:A=fm
故选:BD
如图所示,A、B两个物块之间用轻弹簧相连,第一次A在上,B在下;第二次B在上,A在下;且mA>mB,分别用F1力和F2力作用在A、B上,使下面的物块刚好离开地面,且系统处于静止状态,现撤去F1、F2,A、B物体可以沿竖直方向做简谐运动,A、B物体向下运动时下降最大距离分别为h1和h2,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、对两个物体的整体分析,受重力和重力,根据平衡条件,有:F=(mA+mB)g,故F1=F2,故A错误,B错误;
C、D、对于左图,开始时弹簧的压缩量为:;刚要离地时弹簧的伸长量为:
,故:h1=2(x1+x2)=
;
同理,有:h2=;故h1=h2;故C正确,D错误;
故选:C.
如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示.不计空气阻力,g取10m/s2.对于这个单摆的振动过程,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由振动图象读出周期T=2s,振幅A=10cm,由ω=得到角频率ω=πrad/s,则单摆的位移x随时间t变化的关系式为Asinωt=10sin(πt)cm.故A正确.
B、由公式T=,代入得到L=1m.故B正确.
C、从t=2.5s到t=3.0s的过程中,摆球从最高点运动到最低点,重力势能减小.故C错误.
D、从t=2.5s到t=3.0s的过程中,摆球的位移减小,回复力减小.故D正确.
故选:ABD
如图所示的系统中,弹簧的劲度系数为k=39.2N/m,置于上面的物体质量m=0.1kg,置于下面的物体质量M=0.2kg.两物体之间的最大静摩擦力fmax=0.196N.M与水平面之间是光滑的.若使两物体一起做简谐运动,要求
(1)画出该振动系统在平衡位置时下面物体的受力分析图
(2)该系统振动的最大振幅是多大.
正确答案
解析
解:(1)该振动系统在平衡位置时下面物体的受力分析图
(2)由此考虑临界状态,即m正好不发生打滑,这种情况下的振幅就是所求的最大振幅.
此时m 受最大静摩擦力的作用,最整体分析,M和m这一系统受到的合力就是弹簧的作用力,即F=kA,由牛顿运动定律得:
对m:fmax=ma
对整体:kA=(M+m)a
得到系统振动的最大振幅为:
答:(1)如图;
(2)该系统振动的最大振幅是0.015m.
做简谐运动的弹簧振子,下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、做简谐运动的弹簧振子,靠近平衡位置时,做变加速运动,速度增大,离开平衡位置时,做变减速运动,速度减小,所以振子通过平衡位置时,速度最大.故A正确.
B、做简谐运动的弹簧振子,加速度的大小与位移大小成正比,振子在最大位移处时,位移最大,加速度最大.故B正确.
C、振子位移是指振子离开平衡位置的位移,从平衡位置指向振子所在的位置,通过同一位置,位移总是相同.故C正确.
D、振子连续两次通过同一位置时,速度大小相等,方向相反,即速度不同.故D错误.
故选:ABC.
做简谐运动的弹簧振子,下述说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
解:A、做简谐运动的弹簧振子,加速度的大小与位移大小成正比,振子平衡位置时,位移为0,加速度为0.故A错误.
B、加速度的大小与位移大小成正比,则振子在最大位移处时,加速度最大,B正确;
C、振子位移是指振子离开平衡位置的位移,从平衡位置指向振子所在的位置,通过同一位置,位移总是相同的,a=-位移相同则加速度相同,故C正确.
D、振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度方向可以相反,即速度不一定相同.故D错误.
故选:BC.
物体产生振动的条件是( )
正确答案
解析
解:振动需要回复力,回复力应该始终指向平衡位置,故其方向是变化的;
回复力大小可以变化,也可以不变化,如果是简谐运动,回复力F=-kx,与位移成正比,不断变化;
故选D.
做简谐运动的物体在每次通过同一位置时,可能不同的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、回复力F=-kx,由于x相同,故F相同,故A错误;
B、经过同一位置,可能离开平衡位置,也可能向平衡位置运动,故速度有两个可能的方向,故B正确;
C、加速度a=,经过同一位置时,x相同,故加速度a相同,故C错误;
D、经过同一位置,势能相同,由于机械能一定,故动能也相同,故D错误;
故选B.
简谐运动回复力F跟位移x之间的关系图线是下图中的哪个( )
正确答案
解析
解:由F=-kx可知,回复力与位移大小成反比,方向与位移方向相反,故其图象为C;故ABD错误,C正确.
故选:C.
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