- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
简谐运动的物体每次经过平衡位置时( )
正确答案
解析
解:A、简谐运动的位移是相对平衡位置的,故每次经过平衡位置时的位移为零;速度最大,故动能最大;故A错误;
B、简谐运动每次经过平衡位置时动能最大,势能最小,故B错误;
C、简谐运动每次经过平衡位置时的位移为零,加速度a=-,最小;速度最大;故C错误;
D、简谐运动每次经过平衡位置时的位移为零,速度最大,回复力为零,故D正确;
故选:D.
如图,一条轻质弹簧左端固定,右端系一块小物块,物块与水平面各处动摩擦因数相同,弹簧无形变时物块在O点.今先后把物块拉到P1和P2由静止释放,物块都能运动到O点左方,设两次运动过程中物块动能最大的位置分别为Q1、Q2点,最后静止在R1、R2.则( )
正确答案
解析
解:物块被释放后受到弹簧的拉力与摩擦力,经分析在运动过程中弹力时而正功,时而负功,而摩擦力始终做负功,所以速度最大时物体向左运动.而当两者大小相等时,处于平衡位置,速度达到最大.所以动能最大的位置在O点右方.虽然物体从不同位置释放,但受到同样的摩擦力,因此它们在速度最大位置处的弹力是相等的.所以物体动能最大位置处在同一点.
物体从静止释放经摩擦力阻碍再次静止时,它们的停止位置在O点左边还右边不确定,但它们离平衡位置的距离却是相等的,因为它们的弹力与摩擦力相等.
由上可知:Q1、Q2都在O点右方,且在同一位置 而R1、R2不一定在O点右方,但它们离O点距离相等.
故选:B
如图所示,A、B质量分别为mA=1kg,mB=2kg,AB间用弹簧连接着,弹簧弹性系数k=100N/m,轻绳一端系在A上,另一端跨过定滑轮,B为套在轻绳上的光滑圆环,另一圆环C固定在桌边,B被C挡住而静止在C上,若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚没接触地面.现用恒定拉力F=15N拉绳子,恰能使B离开C但不能继续上升,不计摩擦且弹簧没超过弹性限度,求
(1)B刚要离开C时A的加速度,并定性画出A离地面高度h随时间变化的图象
(2)若把拉力F改为F=30N,则B刚要离开C时,A的加速度和速度.
正确答案
解析
解:
(1)B刚要离开C的时候,弹簧对B的弹力N=mBg
A的受力图如图,由图可得:
aA==15m/s2
A物体的运动为简谐运动,平衡位置为A所受合力为零的位置,此时弹簧的弹力为5N,弹簧处于压缩,压缩量为0.05m.开始振动时压缩量为=0.20m
所以振幅L=0.15m.
平衡位置压缩量为0.05m,振幅为0.15m,则运动到最低点弹簧处于伸长状态,伸长量为0.10m.
若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚没接触地面.此时A处于平衡,弹簧的伸长量=0.10m.
知简谐运动的最低点正好在地面.最大高度为0.30m,h随时间变化的图象如图.
(2)当F=0时,弹簧的伸长量X1==0.1m
当F=15N,且A上升到最高点时,弹簧的压缩量X2==0.2m
所以A上升的高度h=X1+X2=0.3m
A上升过程中:Fh=mAgh+△Ep
所以弹簧弹性势能增加了△Ep=1.5J
把拉力改为F=30N时,A上升过程中:Fh-mAgh-△Ep=mAv2
得v=3m/s
a==0.
如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则( )
正确答案
解析
解:当物块向右通过平衡位置时a、b之间的粘胶脱开,a向右做减速运动,b向右匀速运动,在失去b的动能后,弹簧振子系统总的机械能将减小,振幅减小,即有A<A0.
根据弹簧振子简谐运动的周期公式T=2,知,振子的质量减小,周期减小,则有T<T0.
故选:C
关于简谐振动,以下说法中哪个是正确的( )
正确答案
解析
解:A、简谐运动的位移是指相对于平衡位置的位移;物体向平衡位置的方向运动时,回复力和位移方向相反;
B、物体向平衡位置的方向运动时,加速度方向指向平衡位置,速度也指向平衡位置,故B正确;
C、物体向远离平衡位置的方向运动时,加速度方向指向平衡位置,速度也背离平衡位置,故C错误;
D、物体向远离平衡位置的方向运动时,速度在减小,加速度在增加,故D错误;
故选B.
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