- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
如图所示.一弹簧振子做简谐振动,设向右方向为正,O为平衡位置,则( )
正确答案
解析
解:振子的位移是振子偏离平衡位置的位移,由题可知向右方向为正方向.
A、振子从A→O运动时,振子位于平衡位置的左侧,则位移为负值.而振子正在向右运动,所以速度为正值,故A错误;
B、振子从O→B运动时,振子位于平衡位置的右侧,则位移为正值.而振子正在向右运动,所以速度为正值,加速度为负值,故B正确;
C、振子从B→O运动时,振子位于平衡位置的右侧,则位移为正值.而振子正在向左运动,所以速度为负值,故C错误;
D、振子从O→A运动时,振子位于平衡位置的左侧,则位移为负值,所以加速度为正值,故D错误;
故选:B.
如图所示,弹簧一端系在墙上O点,另一端自由伸长到B点,今将一小物体m压着弹簧(与弹簧未连接),将弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡,水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力.从A到B过程中,弹簧的弹力水平向右,摩擦力水平向左,弹簧不断减小,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,故物体先加速后减速,从B到C过程,水平方向只受摩擦力,方向向左,物体做匀减速运动.物体在B点受合外力不为零,方向向左,故AB错误.
C、物体从A到B,弹力减小,合力减小,加速度越来越小,从B到C,弹力向左,合力向左,合力增大,加速度越来越大,故C错误.
D、由上分析知物体从A到B先加速后减速,从B到C匀减速,故D正确.
故选:D.
一弹簧振子做简谐运动,振幅为4cm,振子通过平衡位置时速度大小为2m/s,则振子经过离平衡位置2cm处时的速度______(选填“大于“、“小于“或“等于“)1m/s.
正确答案
大于
解析
解:从平衡位置向最大位移处运动时速度从2m/s减小到0,是个变减速运动过程.因为回复力的大小是 F=-kx,x增大,则回复力F是逐渐增大的,说明在此运动过程中振子加速度的数值是逐渐增大,即速度的减小程度是越来越快,因此在平衡位置到最大位移处连线的中点即离平衡位置2cm处的速度是大于1m/s.
故答案为:大于.
回复力的作用是能使物体______平衡位置,它是大小______,方向______的力(填不变或变化).
正确答案
回到
变化
变化
解析
解:回复力的作用是使物体回到平衡位置;其大小及方向均会发生变化;
故答案为:回到,变化,变化.
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与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子,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:对整体由牛顿第二定律可知:
kx=(M+m)a
摩擦力为:Fm=ma=
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,以A为研究对象,最大加速度为:a=
以整体为研究对象:kA=(M+m)a
联立两式得,最大振幅为:A=;
故选:D.
如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在t=0.2s时,弹簧振子的位移为正向最大,由a=-,知加速度为负向最大,故A错误.
B、在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的位移相同,说明弹簧振子在同一位置,故B正确.
C、从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子的位移增大,加速度增加,速度减小,所以弹簧振子做加速度增加的减速运动.故C正确.
D、在t=0.6s时,弹簧振子的位移最大,速度最小,由机械能守恒知,弹簧振子有最大的弹性势能,故D错误.
故选:BC.
如图所示,用绝缘细丝线悬吊着的金属小环在匀强磁场中做简谐运动,则( )
正确答案
解析
解:A、B、小环在运动的过程中,只有重力做功,根据动能定理得,每次经过平衡位置时,动能相同,但速度的方向不同,所以速度不同.故A正确,B错误.
C、当小环向右通过平衡位置时,根据牛顿第二定律有:
T1-mg=m;
当小环向左通过平衡位置时,根据牛顿第二定律有:
T2-mg=m;
所以向左通过平衡位置时的拉力等于向右通过平衡位置时的拉力.故C正确.
D、加磁场与不加磁场,小环的速度大小一样,故周期不变,故D正确;
故选:ACD.
在水平方向上振动的弹簧振子如图所示,受力情况是( )
正确答案
解析
解:在水平方向上振动的弹簧振子受到重力、支持力和弹簧的弹力,回复力是弹簧弹力,分析受力情况时不能重复分析.
故选:A.
汽车在一条起伏不平的路上行驶,路上各处凸起处相隔距离都大约是21m,如果汽车的固有周期是3s,那么汽车以______m/s的速度行驶,车身的起伏振动最激烈.为避免共振现象的产生,要使固有频率与驱动力频率相差越______越好.
正确答案
7
大
解析
解:由题,路面上凸起处相隔的距离是s=21m,如果汽车的固有周期是3s,则汽车在3s内走完21m,汽车速度为v=m/s,当车身产生共振,振动得最激烈.为避免共振现象的产生,要使固有频率与驱动力频率相差越大越好.
故答案为:7,大
关于质点的简谐运动,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、回复力为零的位置是简谐运动的平衡位置,故A错误;
B、做简谐运动的质点先后通过同一点时,回复力、加速度都相同,速度大小相等,但方向可能相反,则经过同一点是速度可能不同,故B错误;
C、做简谐运动的质点,当振子从最大位移处向平衡位置运动时,振子的振动速度增加,加速度减小,故C正确;
D、回复力的方向与位移方向相反,做简谐运动的质点,当振动位移为负值时,回复力是正的,加速度一定为正值,故D错误;
故选C.
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