- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
关于弹簧振子做简谐运动有下述几种说法,正确的是( )
①通过平衡位置时,回复力一定为零
②振子做减速运动,加速度同时减小
③振子向平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反
④振子远离平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反.
正确答案
解析
解:①简谐运动中,回复力F=-kx,故通过平衡位置时,回复力一定为零,故①正确;
②振子做减速运动过程,远离平衡位置,加速度a=-增加,故②错误;
③振子向平衡位置运动时,是加速运动,故加速度方向与速度方向相同,故③错误;
④振子远离平衡位置运动时,是减速运动,故加速度方向与速度方向相反,故④正确;
故选:C.
水平弹簧振子做简谐运动的周期为T,振子在t1时刻的动量为p、动能为q,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、子在t1时刻的动量为p,如果振子在t2时刻的动量也为p,则两个位置关于平衡位置对称,则(t2-t1)的最小值小于T,故A错误;
B、振子在t1时刻的动能为q,如果振子在t2时刻的动能也为q;由于动能相同的位置有两处,故(t2-t1)的最小值小于T;
C、在半个周期的时间内,弹簧振子的速度一定反向,故弹簧的弹力的冲量一定不为零,故C错误;
D、在半个周期的时间内,弹簧振子的速度一定等大且反向,故动能变化量为零,根据动能定理,弹簧的弹力的功一定为零,故D正确;
故选D.
一弹簧振子在简谐运动过程中的某段时间内其加速度数值越来越小,则在这段时间内( )
正确答案
解析
解:A、B、根据a=-,振子在某段时间内其加速度数值越来越小,故位移逐渐减小,弹性势能逐渐减小,故A正确,B错误;
C、根据a=-,振子在某段时间内其加速度数值越来越小,故位移逐渐减小,靠近平衡位置,是加速运动,故C错误;
D、振子是做加速运动,故加速度与速度方向相同,故D错误;
故选:A.
如图所示,弹簧振子在光滑杆上做简谐运动,往返于a-o-b之间,o是平衡位置,则下列说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
解:A、振子在运动的过程中,弹力方向与加速度方向相同.故A错误.
B、振子由o→b运动时,加速度方向向左,与速度反向.故B正确.
C、振子由o→b运动时,弹簧的弹力在增大,所以加速度增大.故C正确.
D、振子由o→a运动时,加速度方向向右,与速度方向相反,速度越来越小.故D错误.
故选BC.
如图所示,弹簧左端固定,右端伸长到O点并系住一小滑块(可看做质点).先将弹簧压缩,使滑块达A点,然后由静止释放,滑块滑到B点时速度刚好为零,滑块与地面间摩擦力恒定,则( )
正确答案
解析
解:A、滑块从A到O的过程中,开始弹簧的弹力大于摩擦力,加速度方向向右,向右做加速运动,加速度减小,当加速度减小为零后,弹簧的弹力小于摩擦力,向右做匀减速运动,加速度又增大,故A正确,C、D错误.
B、当弹簧的弹力与摩擦力相等时,速度最大,可知滑块速度最大的位置不在O点,故B错误.
故选:A.
一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,如图图象中正确的是( )
正确答案
解析
解:回复力F=-kx,加速度a=-,结合数学知识知AC正确;
故选:AC.
小球做简谐运动,则下述说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、简谐运动中回复力大小一定与位移成正比,方向相反,故A正确;
B、由牛顿第二定律可知,加速度与合外力成正比,故加速度大小与位移成正比,方向相反,故B正确;
CD、小球的速度随时间周期性变化,但不与位移成正比,故CD错误;
故选:AB.
水平杆上振动的弹簧振子,如图所示,在AB范围内做简谐振动,已知AB间的距离为16cm,振子从A开始运动到第二次经过O的时间为3s,不计球与杆间的摩擦,(取向右为正)
求:(1)弹簧振子的振幅是多少?
(2)弹簧振子在6s内通过的路程是多少?
(3)若从弹簧振子在A处开始计时,弹簧振子在8s时的位移是多少?
(4)若从弹簧振子在A处开始计时,请在图中作出该振子简谐运动的x-t图象.
正确答案
解析
解:(1)小球在AB间振动,则AB间有两个振幅;故振幅:
A==8cm;
(2)从O点开始第二次经过O的时间为3s;则由对称性可知:
t=T=3s;
则T=4s;
则6s内小球运动了个周期;
故路程为:
s=×4A=48cm;
(3)8s小球经过的周期数n==2;
则8s时小球回到A点;
故位移为-8cm;
(4)由以上解答可知,振动周期为4s;振幅为8cm;作出图象如图所示;
答:(1)振幅为8cm;
(2)路程为48cm;
(3)位移为-8cm;
(3)如上图.
如图所示,一只小球悬挂在弹簧的下端,现用手将小球向下拉一小段位移后释放,便可看到小球做上下的振动.当小球振动到达最高点时,弹簧( )
正确答案
解析
解:设弹簧的劲度系数为k,物体的质量为m,当不用力F向下拉小球时,弹簧的弹力:F1=mg,弹簧的伸长量:;
1.当用F向下拉小球时,若F=mg.则弹簧的弹力:F2=F+mg=2mg,,在撤去拉力后,小球的加速度:
,方向向上;
该情况下,由一定的对称性可知,小球在最高点时,小球的加速度大小也是g,方向向下,所以小球只受到重力的作用,弹簧处于原长状态;
2.当用F向下拉小球时,若F>mg.则弹簧的弹力:F3=F+mg>2mg,在撤去拉力后,小球的加速度:,方向向上;该情况下,由一定的对称性可知,小球在最高点时,小球的加速度大小也大于g,方向向下,所以小球受到重力的作用和向下的弹力的作用,弹簧处于压缩状态;
3.当用F向下拉小球时,若F=mg.则弹簧的弹力:F4=F+mg<2mg,在撤去拉力后,小球的加速度:,方向向上;该情况下,由一定的对称性可知,小球在最高点时,小球的加速度大小也小于g,方向向下,所以小球受到重力的作用和向上的弹力的作用,弹簧处于伸长状态;
故只有D正确.
故选:D
关于简谐运动,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、质点的回复力方向总是指向平衡位置,与位移方向相反,所以加速度总是与位移方向相反. 故A错误;
B、物体做简谐运动时,质点位移与时间的关系遵从正余弦函数的规律;故B错误;
C、点的位移方向总是离开平衡位置,而速度方向有时离开平衡位置,有时靠近平衡位置.所以速度的方向有时跟位移的方向相同,有时跟位移的方向相反小,故C正确;
D、物体做机械振动时,回复力的方向都总是指向平衡位置,但不一定都是简谐运动,只有回复力满足F=-kx的振动者简谐运动.故D错误.
故选:C.
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