- 简谐运动
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一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,如图所示,O是平衡位置,以某时刻作为计时零点(t=0),经过
周期,振子具有正方向的最大速度,那么图中的四个xt图象能正确反映运动情况的是( )
正确答案
解析
解:因为周期,振子具有正方向的最大速度,可知t=0时刻振子位于负的最大位移处,向正方向运动,故D正确,A、B、C错误.
故选:C.
一列横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距Sab=6m的两质点.t=0时,b点正好到达最高点,且b点到x轴的距离为2cm,而此时a点恰好经过平衡位置向下运动,已知这列波的频率为25Hz.
(1)求经过时间1s,a质点运动的路程;
(2)设a、b在x轴上的距离大于一个波长而小于两个波长,求该列横波的波速.
(3)若该列横波由a向b方向传播,且a、b在x轴上的距离大于一个波长而小于两个波长,a的平衡位置在x=0处,试画出a、b之间t=0.01s时刻的波形图.
正确答案
解析
解:(1)质点a一个周期运动的路程等于4倍振幅,1s内运动的路程为:S0=4×0.02m=0.08m…①
1s内的周期数是n=ft=25…②
1s内运动的路程S=nS0=2m…③
(2)波由b传向a,Sab=(1+)λ…④
v=λf==
=
m/s=…⑤
波由a传向b,Sab=(1+)
v=λf=m/s=
=120m/s…⑦
(3)若该列横波由a向b方向传播则a、b在x轴上的距离为1λ=6m,则λ=4.8m
a、b之间t=0.01s时刻的波形图为:
答:(1)过时间1s,a质点运动的路程为2m;
(2)设a、b在x轴上的距离大于一个波长,若波由b向a传播,波速为m/s;若波由a向b传播波速为120m/s;
(3)如图.
如图所示为波源开始振动后经过一个周期的情景图,设介质中质点的振动周期为T,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B由题意,若M是波源,则波向右传播,根据波形的平移法可知图示时刻N点的振动方向是向上,因此M点开始振动方向也向上.此时刻波已经过一个周期,而波传播到P点需要T,因此P点已振动了
T.故A、B错误;
C、D、若N是波源,则知波向左传播,此时刻波已经过一周期,而波传播到P点需要T,因此P点已振动了
T.此时P点处于最大位移处,速度为零,动能为零.故C正确,D错误;
故选:AC.
一个质点a做简谐运动的图象如图所示,下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、振幅是质点离开平衡位置的最大距离,由图象知振幅A=2cm,故A错误.
B、由图读出质点振动的周期为 T=4s,则频率为 f==
=0.25Hz,故B正确.
C、质点做简谐运动,在一个周期内通过的距离是4A,则质点在10s内通过的路程是 S=•4A=
=20cm,故C正确.
D、质点从t1=1.5s到t2=4.5s的过程中,经历的时间为 t=3s=T,但由于t1=1.5s时刻,质点并不在平衡位置和最大位移处,所以通过的距离不能这样求得:S=
×4A=6cm,即经过的路程不是6cm,故D错误.
故选:BC.
如图所示是某质点的振动图象及由此质点振动而激起的波的某时刻的波形图,下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、乙图表示质点的位移与时间的关系,是振动图象.甲图表示位移与坐标的关系,是波动图象.故A正确.
B、由甲图读出振幅A=2m,波长λ=0.4m,由乙图读出周期T=0.4s.故B错误.
C、由振动图象可知波源质点在0.2s时速度方向为负.因波的传播方向不知,无法判断P点的振动方向.故C错误.
D、波速v==
=1m/s.故D正确.
故选:AD
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