- 简谐运动的初相、相位和相位差
- 共869题
高度为2h的下列物体浮在液体中,平衡时液体浸到h处.分别求下列物体受到微小干扰后的振动频率.
(1)圆柱体;
(2)倒置圆锥体;
(3)正立圆锥体.
正确答案
解析
解:设柱体的横截面积为s,总高为h,液体的密度为ρ,取柱体初始液面的位置O为标志线,则初始时F浮=mg 即ρgsh=mg ①
在微小干扰作用下柱体下沉为X,则柱体所受的合力:F=F浮力-mg=ρsgx=kx,式中k=ρsg ②
简谐振动的周期公式T=2 ③
联立①②③得:T=2
所以振动频率=
正立还是倒立的圆锥体的求解思路相同,K值相同,所以振动频率相同,其振动频率都为=
答:(1)圆柱体的振动频率;
(2)倒置圆锥体的振动频率;
(3)正立圆锥体的振动频率;
一质点做简谐运动,先后经过P、Q两点,在下列有关该质点经过这两点的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、若经过P、Q点时的位移相等,质点经过同一位置,质点经过P、Q时的动能必相等.故A正确.
B、若经过P、Q点时的动量相等,质点可能经过同一位置,也可能通过关系平衡位置对称的位置,位移可能相等,也可能大小相等,方向相反.故B错误.
C、若经过P、Q点时的回复力相等,根据简谐运动的特征分析得知位移相等,质点经过同一位置,速度可能相等,也可能大小相等,方向相反.所以质点经过P、Q点时的速度不一定相等.故C错误.
D、若经过P、Q点时质点的速度最大,质点经过平衡位置,质点从P到Q必历时半周期的整数倍.故D错误.
故选A
如图所示,坐标原点所在质点从平衡位置开始做简谐运动,形成的波沿x轴正方向传播.开始时刻坐标原点所在质点开始沿y轴正方向振动,经过0.7s形成如图所示波形(只画了一个周期),此时x=4m的M点第一次到达波谷.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意,简谐横波沿x轴正向传播,在经过0.7s,此时x=4m的M点第一次到达波谷,故T=0.7s,那么M的周期为0.4s,则P点的周期也为0.4s.故A错误.
B、P点开始振动的方向与图示时刻x=5m处质点的振动方向相同,由波形平移法得知,P点开始振动的方向沿y轴负方向.故B错误.
C、由图知,波长λ=4m,则波速v==
=10m/s.故C正确;
D、原点起点方向沿着y轴向上,则其的振动方程y=Asinωt=8sin(5πt)cm.故D错误;
故选:C.
一水平弹簧振子做简谐运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B根据简谐运动的特点:a=-,知振子的加速度总是与位移大小成正比,加速度增大,位移也增大,振子离开平衡位置越远,速度必定减小,故A错误,B正确.
C、振子的位移总是从平衡位置指向振子所在的位置,位移相同时,振子经过同一位置,速度有两种可能的方向,速度不一定相同,故C错误.
D、速度相同时,振子可能经过同一位置,也可能经过关于平衡位置对称的位置,所以位移不一定相同,故D错误.
故选:B
一列简谐横波沿直线传播,传到P点时开始计时,在t=4s时,P点恰好完成了6次全振动,而在同一直线上的Q点完成了2次全振动,已知波长为13
m.试求P、Q间的距离和波速各多大.
正确答案
解析
解:由题意知,P点先振动,Q点后振动,波从P传到Q点,则该波的周期为 T=s=
s.
波速v==
m/s=20m/s.
P、Q全振动次数相差(6-)次,全振动所需时间相差△t=(6-
)T=(6-
)×
=2.5(s)
所以两点间的距离 =v△t=20×2.5m=50m.
答:P、Q间的距离为50m,波速为20m/s.
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