- 简谐运动
- 共1354题
取一根柔软的弹性绳,将绳的右端固定在竖直墙壁上,绳的左端自由,使绳处于水平伸直状态.从绳的端点开始用彩笔每隔0.50m标记一个点,依次记为A、B、C、D…如图所示.现用振动装置拉着绳子的端点A沿竖直方向做简谐运动,若A点起振方向向上,经0.1s第一次达正向最大位移,此时C点恰好开始起振,则
①绳子形成的波是横波还是纵波?简要说明判断依据,并求波速为多大;
②从A开始振动,经多长时间J点第一次向下达到最大位移?
③画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象.
正确答案
解析
解:①绳子形成的波是横波.因为质点振动方向与波的传播方向垂直.
由题意知,波的周期 T=0.4 s,波长为 λ=4 m,所以波速v==
m/s=10m/s.
②从A开始振动,设经过时间t1,J点开始起振方向向上,
振动从A传到J所用时间为 t1==
s=0.45 s
设J点向上起振后经t2时间第一次到负向最大位移,则
t2=T=0.3 s,所以所求时间t=t1+t2=0.75 s.
③当J点第一次向下达到最大位移时,波形图象如图所示.
答:
①绳子形成的波是横波,因为质点振动方向与波的传播方向垂直.波速为10m/s;
②从A开始振动,经0.75s长时间J点第一次向下达到最大位移.
③画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象如图所示.
如图所示为甲、乙两等质量的质点做简谐运动的图象,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图甲的振幅A甲=2cm,乙的振幅A乙=1cm.故A错误.
B、甲的周期T甲=4s,乙的周期T乙=8s,则甲的频率为0.25Hz,乙的频率为0.125Hz,故甲的频率高,故B正确.
C、x-t图象的切线的斜率表示速度,2-3s内,甲、乙的x-t图象的切线斜率均为负,故速度均为负,故C正确.
D、t=2s时,甲的加速度为零,故速度最大;t=2s时,乙的位移最大,故加速度a=-最大;故D正确.
故选BCD.
如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象.已知甲、乙两个振子质量相等,则( )
正确答案
解析
解:A、由图读出,两振子的振幅A甲=2cm,A乙=1cm,故A正确;
B、两振子的频率不相等,相位差为一变量,故B错误;
C、前2秒内,甲的加速度为负值,乙的加速度为正值,故C错误;
D、第2s末甲在平衡位置,速度最大,乙在最大位移处,加速度最大,故D错误;
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( )
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正确;
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错误;
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正确.
故选AD.
如图所示,沿波的传播方向上有间距均为1m的a、b、c、d、e、f六个质点,它们均静止在各自的平衡位置.一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播.t=0时刻,质点a开始振动,其运动方向向上,t=1.5s时刻,质点a第一次到达最低点,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题,t=0时刻,质点a开始振动,其运动方向向上,t=1.5s时刻,质点a第一次到达最低点,故
T=t,则T=
=2s,f=
=0.5Hz,故A错误.
B、波长λ=vT=4m,t=3s波传播的距离x=vt=6m,故波已传到f点的右侧.故B错误.
C、t=2s时,正好形成一个完整波形,此时c、e均在平衡位置,加速度均最小,为零,故C正确.
D、在t=2s时b点在波谷,d点在波峰,在t=3s时,b点在波峰,d点在波谷,则在2s<t<3s这段时间内,质点b、d的速度先增大后减小.故D正确.
故选:CD.
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