- 简谐运动
- 共1354题
如图所示为一弹簧振子的振动图象,试完成以下问题:
(1)根据振动图象求出该振子的振幅和振动周期;
(2)写出振子简谐运动的表达式;
(3)该振子在前100s的位移是多少?路程是多少?
(4)在2~3s这段时间内,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的?
正确答案
解析
解:(1)弹簧振子的周期为 T=4s,振幅 A=5cm
(2)由公式ω=,得ω=0.5π rad/s;故该振子简谐运动的表达式为 x=Asinωt=5sin0.5πt cm.
(3)因n==
=25,而振子在一个周期内通过的路程是4A,所以振子在前100s的总路程是:S=25×4A=100×5cm=500cm=5m;总位移为0.
(4)在2~3s这段时间内,据图可知,振子的位移负向逐渐增大,速度减小,动能减小,弹性势能增大,加速度逐渐增大.
答:
(1)弹簧振子的周期为4s,振幅为5cm.
(2)该振子简谐运动的表达式x=5sin0.5πt cm.
(3)该振子在前100s的总位移为零,路程为5m.
(4)在第2s末到第3s末这段时间内,弹簧振子的位移负向逐渐增大,速度减小,动能减小,弹性势能增大,加速度逐渐增大.
如图所示是一做简谐运动的物体的振动图象,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、由图可知,质点完成一交全振动需要的时间为4×10-2s,故周期为T=4×10-2s,故A错误;
B、在1×10-2s到2×10-2S内物体,由正向的10cm处到达平衡位置,故位移为x=-10 cm,故B正确;
C、物体的振动频率f==
Hz=25Hz;故C正确;
D、由图可知,物体的振幅为10cm,故D正确.
本题选错误的,故选:A.
一弹簧振子沿x轴振动,振幅为4cm.振子的平衡位置位于x轴上的O点.图1中的a、b、c、d为四个不同的振动状态:黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向.图2给出的①②③④四条振动图线,可用于表示振子的振动图线,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若规定a状态时t=0,则由图1可知,此时a位移为3cm,振动方向沿x轴正方向,则对应于图中的①图象,故A错误;
B、图2中的②图象t=0时,质点位移为3cm,振动方向沿x轴负方向,而图1中b状态此时位移为2cm,故B错误;
C、图1中的c状态此时位移为-2cm,振动方向沿x轴负方向,而图2中的③图象描述的t=0时,质点沿x轴正方向运动,故C正确;
D、图1中d状态,此时在负的最大位移(波谷),下一时刻将沿x轴正方向运动,和图2中④振动图象描述的一致,故D错误.
故选:C.
如图是某水平弹簧振子简谐运动的振动图象.一位同学根据图象回答正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图知,该质点的振幅为2cm.故A正确;
B、由图知,该质点的周期为0.8s,使用它的频率:Hz.故B正确;
C、质点振动从O点算起,到曲线上的D点,表示完成了一次全振动.故C错误;
D、质点离开平衡位置的位移越大,它的弹性势能越大,离开平衡位置的位移越小,它的弹性势能越小.所以A、C、E、G点时,质点的弹性势能最大.故D错误.
故选:AB
如图,是用频闪照象的方法获得的弹簧振子的位移-时间图象,下列关于该图象的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、由图看出,弹簧振子在x轴方向做简谐运动,小球并不是沿t轴方向移动,由对称性可知,该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置.故A正确,B错误.
C、类似于沙摆实验,为了显示小球在不同时刻偏离平衡的位移,让底片沿垂直x轴方向匀速运动.故C正确.
D、图象中小球的疏密反映了小球在x方向运动的快慢,越密速度越小,位置变化越慢.故D正确.
故选:ACD
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