- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
如图是光滑水平面上的一个弹簧振子.把振子由平衡位置O拉到右方位置B,再放开,它就沿着水平面在B、C之间不停地振动,振动周期是0.4s.若在振子由C向B运动经O点时开始计时(t=0),则t=0.55s时( )
正确答案
解析
解:振子的周期是0.4s,则四分之一周期是0.1s,0.55s=1T,1
T<1
T<1
T,
与T→
T中运动的某位置振动情况相同,在振子由C向B运动经O点时开始计时,则
T→
T正在从B向O运动,
则位移逐渐减小,根据a=-则加速度正在减小,加速度与速度方向相同,故做加速运动,
即振子正在从B向O做加速度减小的加速运动.
故选:A.
弦乐器小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发音的,如图甲所示,为了研究同一根琴弦振动频率与哪些因素有关,可利用如图乙所示的实验装置,一块厚木板上有AB两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动来改变琴弦振动部分的长度,将琴弦的末端固定在木板O点,另一端通过滑轮接上砝码以提供一定拉力,轻轻拨动琴弦,在AB间产生振动.
(1)先保持拉力为150N不变,改变AB的距离L(即改变琴弦长度),测出不同长度时琴弦振动的频率,记录结果如表1所示.
从表1数据可判断在拉力不变时,琴弦振动的频率f与弦长L的关系为______.
(2)保持琴弦长度为0.80m不变,改变拉力,测出不同拉力时琴弦振动的频率,记录结果如表2所示.
从表2数据可判断在琴弦长度不变时,琴弦振动的频率f与拉力F的关系为______.
(3)如果在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦,除了长度L和拉力F以外,你认为还有哪些因素会影响琴弦振动的频率?试列举可能的一个因素:______.
正确答案
频率f与弦长L成反比
频率f与拉力F的平方根成正比
弦的半径(即直径、粗细等)或弦的材料(即密度、单位长度的质量等
解析
解:(1)通过表格数据可以看出弦越长,频率越低,我们可以看两者之间是否存在反比关系,即F=fL;(2)保持琴弦长度为0.80m不变,改变拉力,测出不同拉力时琴弦振动的频率,据现在表格中的频率与拉力平方根可知,频率f与拉力F的平方根成正比.
(3)在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦,除了长度L和拉力F以外还与:琴弦材料种类及琴弦的粗细等因素有关,即弦的半径(即直径、粗细等) 或 弦的材料(即密度、单位长度的质量等).
故答案为:(1)频率f与弦长L成反比;(2)频率f与拉力F的平方根成正比;(3)弦的半径(即直径、粗细等) 或 弦的材料(即密度、单位长度的质量等).
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、做简谐运动的物体,经过同一位置时物体的速度有两种可能的方向,而动量是矢量,方向与速度方向相同,所以动量不一定相同,故A错误.
B、根据简谐运动的周期性可知,物体在任意半个周期内经过的路程一定是2倍振幅,故B正确.
C、每经过半个周期物体速度大小相等,动能变化量为零,根据动能定理得知,则回复力做功必为零,故C正确.
D、每经过半个周期物体速度大小相等,方向相反,设速度大小为v,根据动量定理得知,回复力冲量可能为零,也可能为2mv,故D错误.
故选BC
弹簧振子在做简谐运动时( )
正确答案
解析
解:A、B、根据a=-,加速度大小和位移大小成正比,方向相反,故A正确,B错误;
C、D、在位移越大的位置,势能越大,动能越小,速度越小,故C错误,D错误;
故选:A.
一质点做简谐运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若位移为负值,质点远离平衡位置时速度方向为负值,故A错误;
B、质点每次通过平衡位置时,加速度为零,速度最大,故B错误;
C、D、质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同,故C错误,D正确;
故选:D.
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