- 简谐运动
- 共1354题
一质点作简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示.由图可知,在t=3s时,质点的( )
正确答案
解析
解:由图可知,在t=3s时,质点的位移为零,正通过平衡位置,速度最大,加速度为零.由于质点正从平衡位置向正向最大位移处运动,所以速度为正的最大值.故A正确.
故选:A.
有一个简谐运动的振动图象如图甲所示,对乙图中的下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在简谐运动中,速度与位移是互余的关系,即位移为零,速度最大;位移最大,速度为零,则知速度与位移图象也互余,图(2)可以作为该物体的速度-时间图象,(1)不能作为速度-时间图象,故A错误;
B、C、由简谐运动特征F=-kx可知,回复力的图象与位移图象的相位相反,则知图(2)不可作为该物体的回复力-时间图象,图(3)可作为回复力-时间图象,故B错误,C正确.
D、由a=-可知,加速度的图象与位移图象的相位相反,则知图(4)不能作为该物体的加速度-时间图象.故D错误.
故选:C.
如图所示是某质点做简谐运动的振动的图象,根据图象中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?
(2)写出此振动质点的运动表达式?
(3)在1.5s和3.5s两个时刻,质点向哪个方向运动?
(4)质点在第2秒末的位移是多少?在前4秒内的路程是多少?
正确答案
解析
解:(1)质点离开平衡位置的最大距离为 A=10cm.
(2)由图知,质点的振动周期为:T=4s,角频率为:ω==0.5π rad/s
则质点的振动方程为 x=Asinωt=10sin0.5π t cm
(3)根据图象的斜率等于速度,知在1.5s时刻质点的速度为负,即沿x轴负方向.在3.5s时刻质点的速度为正值,即沿x轴正方向.
(4)质点在第2秒末的位移是0.在前4秒内的路程是S=4A=40cm
答:(1)质点离开平衡位置的最大距离是10cm.
(2)此振动质点的运动表达式为 x=10sin0.5πt cm.
(3)在1.5s和3.5s两个时刻,质点分别向x负方向和x正方向运动.
(4)质点在第2秒末的位移是0,前4秒内的路程是40cm.
某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=5sinπt(cm),该质点( )
正确答案
解析
解:A、质点做简谐运动,振动方程为x=5sinπt(cm),则其振幅A=5cm.由于质点做非匀变速运动,四分之一周期内通过的路程不一定是5cm,故A错误.
B、质点在一个周期内通过的路程一定是4A=20cm.故B错误.
C、t1=0.2s时,代入x=5sinπt(cm)得:位移x1=5sinπ×0.2(cm)=5sin0.2π(cm);
t2=0.8s时,代入x=5sinπt(cm)得:位移x1=5sinπ×0.8(cm)=5sin0.8π(cm)=5sin0.2π(cm);即得这两个时刻质点的位移相同.故C正确.
D、t1=0.2s和t2=0.8s时质点的速度大小相等,但t1=0.2s时刻,质点正离开平衡位置,t2=0.8s时正靠近平衡位置,速度方向相反,所以速度不同.故D错误.
故选C
已知弹簧振子的位移x随时间t变化的表达式为x=8sin(4πt+)cm,式中位移x的单位是cm,时间t的单位是s.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、位移x随时间变化的表达式为x=8sin(4πt+)cm,因此得到弹簧振子的振幅为8cm,故A错误;
B、根据简谐运动的标准方程y=Asinωt,ω=4π,周期:s.故B正确;
C、在t=0时,弹簧振子的位移:cm,弹簧振子不在平衡位置,所以速度不是最大.故C错误;
D、在t=0时,弹簧振子的位移:cm,弹簧振子离开平衡位置的位移未达到最大.故D错误.
故选:B
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