- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
一质点做简谐运动,当位移为正的最大值时,质点的( )
正确答案
解析
解:A、B由题质点做简谐运动,当位移为正的最大值时,质点经过正向最大位移处,离平衡位置最远,速度为零,加速度最大.故AB错误.
C、D当位移为正的最大值时,质点的速度为零.位移方向离开平衡位置,而加速度方向指向平衡位置,而且两者大小成正比,则加速度为负向最大值.故C错误,D正确.
故选D
如图所示,将质量为m=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子.弹簧原长l0=5cm,A的厚度可忽略不计,g取10m/s2.求:
(1)当A做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面C的高度;
(2)若A做简谐运动的振幅为0.5cm,则弹簧对A的最大弹力.
正确答案
解析
解:
(1)A位于平衡位置时,重力与弹簧的弹力平衡,则有:mg=kx,x=m=
m=0.5cm
则A的平衡位置离地面C的高度为 h=l0-x=5cm-0.5cm=4.5cm
(2)若A做简谐运动的振幅为A=0.5cm,位于最低点时,加速度最大,弹簧对A的最大弹力.
根据F=-kx得:F-mg=kx,而x=A
则得弹簧对A的最大弹力 F=mg+kA=0.1×10+200×0.005=2(N)
答:
(1)当A做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面C的高度为4.5cm;
(2)若A做简谐运动的振幅为0.5cm,则弹簧对A的最大弹力为2N.
回复力:振动物体所受到的总是指向______的合外力.
正确答案
平衡位置
解析
解:回复力:振动物体所受到的总是指向 平衡位置 的合外力.
故答案为:平衡位置.
作简谐运动的物体(包括作弧线运动单摆)每次通过平衡位置时,( )
正确答案
解析
解:A、振动质点的位移是指离开平衡位置的位移,故经过平衡位置时位移一定为零,速度最大,故动能最大,故A错误;
B、振动质点的位移是指离开平衡位置的位移,故经过平衡位置时位移一定为零,速度最大,故动能最大,势能最小,故B正确;
C、简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置,速度最大,故C错误;
D、单摆在最低点,速率最大,回复力为零,但拉力和重力的合力不为零,提供向心力,产生向心加速度,故D错误;
故选B.
单摆做简谐运动时,当铁质摆球到达最高点时,将一块小磁铁轻轻地吸附在摆球上,则该单摆( )
正确答案
解析
解:由单摆的周期公式T=,可知,单摆摆长不变,则周期不变,频率不变;
铁质摆球到达最高点时,将一块小磁铁轻轻地吸附在摆球上,所以振幅不变;则摆球到达最低点的速度:,不变;
由EK=mv2可知,摆球的质量增大,则经过平衡位置时的动能增大,因此振动的能量将增大;
所以B正确,ACD错误.
故选:B.
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