- 简谐运动
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如图所示,表示质点做简谐运动的图象,则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、2s末质点的速度沿负方向,4s末的速度沿正方向,两个时间的速度大小相等,方向相反,所以速度不同,故A错误.
B、从1s末到2s末这段时间内,质点靠近平衡位置,做加速运动,速度和加速度方向相同,故B正确.
C、从2s末到3s末这段时间内,位移大小增大,质点正远离平衡位置,速度减小,由a=-知加速度变大.故C正确.
D、0到3s末,质点先沿正方向运动,1-3s内沿负方向运动,则位移大小小于路程.故D错误.
故选:BC.
如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图看出,两单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式T=2π得知,甲、乙两单摆的摆长L相等.故A正确.
B、甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,则甲摆的振幅比乙摆大.故B正确.
C、尽管甲摆的振幅比乙摆大,两摆的摆长也相等,但由于两摆的质量未知,无法比较机械能的大小.故C错误.
D、在t=0.5s时,甲摆经过平衡位置,振动的加速度为零,而乙摆的位移为负的最大,则乙摆具有正向最大加速度.故D正确.
故选:ABD.
如图甲,在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P,在下面放一条白纸.当小球做简谐运动时,沿垂直于振动方向拉动纸带,笔P就在纸带上画出了一条振动曲线.已知在某次实验中如图方向拉动纸带,且在某段时间内得到如图乙的曲线,根据曲线可知这段时间内( )
正确答案
解析
解:小球做简谐运动,其周期是不变的,由图看出,纸带在相等时间内,比如在振子振动一个周期的时间内,通过的位移越来越大,则知,纸带做加速运动.故A正确,BCD错误.
故选A
(2015春•广安校级月考)a、b两单摆振动图象如图所示,则( )
正确答案
解析
解:A、根据图象可知,第1秒内,a由最大位移向平衡位置处运动,速度方向为负,b由平衡位置向负的最大位移处运动,方向也为负,所以ab的速度方向相同,故A正确;
B、第3秒内,ab都由负的最大位移处向平衡位置运动,加速度方向相同,但都在减小,在平衡位置处加速度为零,故B错误;
C、第5秒内,a由最大位移向平衡位置处运动,速度方向为负,bb由平衡位置向正的最大位移处运动,方向为正,则ab速度方向相反,故C错误,D正确.
故选:AD
已知一简谐振动的周期为1秒,振动曲线如图所示.求:
(1)简谐振动的余弦表达式;
(2)a、b、c各点的相位及这些状态所对应的时刻.
正确答案
解析
解:(1)由题,简谐振动的周期是1s,则圆频率:rad/s
由图可知,该振动的振幅是4cm,t=0时刻质点的位移为2cm,需要经过一段时间后才能到达最大位移处,余弦函数的表达式的初相位才为0,
将t=0时刻的位移代入方程,得:2=4cosφ0
所以,
则简谐振动的余弦表达式为:x=Acos(ωt+φ0)=4cos(2πt-)[cm]
(2)由图可知,a点位于最大位置处,所以相位是0,2πta-=0,所以
s
a点的位移为2cm,所以:cos(2πtb-)=
,则2πtb-
=
所以:
s
c点位于负的最大位移处,即x=-4,所以:cos(2πt-)=-1,2πtc-
=π,则:
s
答:(1)简谐振动的余弦表达式为x=4cos(2πt-)[cm];
(2)a、b、c各点的相位分别是0,和π;这些状态所对应的时刻分别是
s,
s,和
s.
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