- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
在图上标出弹簧振子在B点离平衡位置O的位移和振子在A点的加速度方向.
正确答案
解析
解:弹簧振子的位移是指振子相对于平衡位置的位移,用从平衡位置到末位置的有向线段表示,如图.
加速度与位移反向,总是指向平衡位置,如图所示:
一弹簧振子做简谐运动,周期为T,下述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等,方向相反,如果速度相反,振子以相反的方向经过同一个点,时间△t不一定是T的整数倍,故A错误;
B、若t时刻和(t+△t)时刻振子速度的大小相等、方向相反,则振子可能以相反的方向经过同一个点,也可能以相反的方向经过对称的另一个点;所以时间△t不一定是的整数倍,故B错误;
C、若△t=T,振子振子的位置在同一个点,在t时刻和(t+△t)时刻振子的加速度一定相等,速度方向也相同,故C正确;
D、若△t是,则在t时刻和(t+△t)时刻振子的位移大小相等,方向相反,时刻弹簧长度可能不相等.故D错误;
故选:C.
如图所示的单摆振动中,正确的说法是( )
正确答案
解析
解:A、在平衡位置摆球的动能最大,势能最小,故A错误;
B、摆球的回复力是重力沿切线方向的分力,B错误;
C、摆球经过平衡位置时重力沿切线方向的分力为零,故回复力为零,C正确;
D、根据牛顿第二定律,摆球经过平衡位置时所受合外力提供向心力,不为零,D错误.
故选:C.
一振子做简谐运动的振幅是4.0cm,频率为1.5Hz,它从平衡位置开始振动,1.5s内位移的大小和路程分别是( )
正确答案
解析
解:振子振动的周期为T=,时间t=1.5s=
=2.25T,由于从平衡位置开始振动,所以在1.5s内振子通过的路程为:S=2.25×4A=9×4cm=36cm
经过1.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:x=A=4cm.
故C正确,ABD错误.
故选:C.
从振动图象中,可以判断弹簧振子在t=______s时,具有正向最大加速度;在______s时间内,振子所受回复力在-y方向,并不断增大.
正确答案
0.4
0.6-0.8
解析
解:根据简谐运动的特点a=-知,当位移为负向最大时,加速度为正向最大,则小球具有正向最大加速度的时刻为0.4s末.
根据振子回复力的特点为F-kx知,在0.6-0.8s时间内,位移沿+y,并且逐渐增大,则回复力沿-y方向逐渐增大.
故答案为:0.4,0.6-0.8
一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动,由传感器测出拉力F随时间t的变化图象如图所示,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球运动的过程中在最低点拉力最大,最大位移处拉力最小,在一个周期内两次经过平衡位置,所以小球的周期为4s.故A错误.
B、小球的速度变化周期等于小球的点运动周期,等于4s.故B正确.
C、简谐运动经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点,此时两点速度大小相等,方向相反,因为动能没有方向,所以动能的变化周期等于半个小球的周期,为2s.故C正确.
D、简谐运动经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点,此时两点速度大小相等,方向相反,高度关于平衡位置对称,所以重力势能的变化周期为2s.故D错误.
故选BC.
做简谐运动的质点通过平衡位置时,下述几种物理量具有最大值的是( )
①加速度 ②速度 ③位移 ④动能.
正确答案
解析
解:①做简谐运动的质点通过平衡位置时,回复力为零,故加速度为零,最小;
②做简谐运动的质点通过平衡位置时,速度最大;
③做简谐运动的质点通过平衡位置时,相对平衡位置的位移为零,最小;
④做简谐运动的质点通过平衡位置时,速度最大,故动能最大;
故选D.
(2015秋•昆明校级月考)如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则( )
正确答案
解析
解:当物块向右通过平衡位置时a、b之间的粘胶脱开,a向右做减速运动,b向右匀速运动,在失去b的动能后,弹簧振子系统总的机械能将减小,振幅减小
即有 A<A0.
根据弹簧振子简谐运动的周期公式T=2,知振子的质量减小,周期减小,则有T<T0.
故选:BD
一弹簧振子做简谐运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、振子的位移最大时,振子的势能最大,动能最小,其速度最小,故A正确;
B、在平衡位置时速度最大,位移为零,故B正确;
C、小球远离平衡位置运动的过程中,速度与加速度反向,速度减小,故C正确;
D、小球返回平衡位置运动的过程中,速度与加速度同向,速度增大,故D错误;
故选:ABC.
一弹簧振子以O为平衡位置在A、B之间做简谐振动,C、D分别为AO、BO的中点,设其周期为T,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:据振子的振动特点可知:振子离平衡位置越远速度逐渐减小.
A、由于A到C过程中的速率比C到O的速率小,所以由A到C的时间大于,;同理由C到O的时间小于
,据对称性可知,从C到D的时间小于
,故AB错误;
CD、B项分析可知,A到C的时间为t1,C到O的时间为t2,则t1>t2,故C正确,D错误;
故选:C.
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