- 简谐运动
- 共1354题
简谐运动的图象如图所示,则:
(1)该简谐运动的振幅为______;周期为______.
(2)质点在0.05s时的位移为______;0.5s时的位移为______.
(3)从0.4s至0.5s这段时间内,质点由______位置向______运动;加速度的变化情况是______,方向______.
(4)从0.2s至0.4s这段时间内质点的速度变化情况是______,方向______.
(5)在0-0.5s内振子运动通过的路程为______.
正确答案
解析
解:(1)振幅等于位移的最大值,可知振幅A=4cm.
周期是振子完成一个周期性运动的时间.可知,周期T=0.4s.
(2)根据数学知识可知,质点在0.05s时的位移为:x=-Acos=-4×
cm=-2
cm;0.5s时的位移为0.
(3)从0.4s至0.5s这段时间内,质点的位移减小,由负向最大位移位置向平衡位置运动.位移减小,由a=-分析可知加速度在减小,加速度方向沿x轴正方向.
(4)从0.2s至0.4s这段时间内,质点先靠近平衡位置后远离平衡位置,速度先增大后减小,速度方向一直沿x轴负方向.
(5)质点在一个周期内通过的路程是4A,在0-0.5s内振子运动通过的路程为:5A=20cm.
故答案为:(1)4cm,0.4s.(2)-2cm;0.(3)负向最大位移,平衡位置.加速度在减小,沿x轴正方向.(4)速度先增大后减小,一直沿x轴负方向.(5)20cm.
关于简谐运动中弹簧振子的加速度和位移的关系,图中表示正确的是( )
正确答案
解析
解:简谐运动中弹簧振子的加速度和位移的关系式是F=-kx,由数学知识可知a-x图象是位于第二、第四象限过原点的直线,故C正确.
故选:C.
如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移-时间图象,下列有关该图象的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B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.
水平弹簧振子做简谐运动,如图所示.若以水平向右为坐标的正方向,振子向左经过平衡位置O点时开始计时,则振子的加速度随时间变化的图象,以下各图中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据题意,以水平向右为坐标的正方向,振子向左经过平衡位置O点时开始计时,根据简谐运动振子的加速度与位移的关系a=-,得到t=0时刻振子的加速度a=0,而且在前半个周期内加速度为正值.简谐运动的x-t图象是正弦曲线,则a-t图象也是正弦曲线.故B正确.
故选B
如图甲所示,在升降机的顶部它装了一个能够显示拉力大小的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一个质量为m的小球,若升降机在匀速运行过程中突然停止,并以此时为零时刻,在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t的变化关系如图乙所示,g为重力加速度,则( )
正确答案
解析
解:A、升降机在匀速运行过程中突然停止,由于惯性,小球会继续沿着原来的运动方向运动一段时间,匀速运动时弹簧是拉伸状态,而后传感器显示的力在不断减小,表明弹簧形变量在减小,故向上运动,A错误;
B、0-t1时间内拉力小于重力,即失重,加速度向下为失重,且向上运动,故向上减速,B错误;
C、结合前面分析可得:0-t1时间内小球向上减速,t1-t2时间内小球向下加速,t2-t3时间内小球向下减速,t3-t4时间内向上加速,具有向上的加速度处于超重状态,故CD正确;
故选:CD.
扫码查看完整答案与解析