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题型: 多选题
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多选题

一弹簧振子在平衡位置O点附近做简谐运动,从振子离开O点开始计时,经0.4s振子第一次到达M点,再经过0.2s第二次到达M点,则(  )

A振子从第二次到达M点至第三次到达M点还要经过的时间可能是1.8s

Bt1=0.5 s时刻和t2=1.5 s时刻弹簧的长度可能相同

C时刻和时刻振子的加速度一定相同

D时刻和时刻振子的动量一定相同

正确答案

A,C

解析

解:A、若开始时是向着M点运动,如图甲,则振动周期T1=4×(t1+t2)s=2 s,则t3-t2=1.8 s,故A正确;

B、若开始时是背着M点运动,如图乙,振动周期则为

若为T1,则t1=0.5 s时刻和t2=1.5 s时刻振动位移分别为A和-A,弹簧的长度不可能相同的.若为T2,则,振动位移为-A,,振动位移为A,故B错误;

C、当振动周期为T1时,时刻和时刻振子的位移相等,加速度相等;当振动周期为T2时,时刻和时刻振子的位移为零,加速度为零;故C正确;

D、由上述可知,两种情况位移虽相同,但速度方向相反,动量大小相等,故D错误.

故选:AC.

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题型: 单选题
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单选题

物体做简谐运动时(  )

A平衡位置是指物体所受合力最大的位置

B物体通过平衡位置时,回复力为零

C物体通过平衡位置时回复力不一定为零

D物体通过最大位置时,加速度为零

正确答案

B

解析

解:A、平衡位置是回复力为零的位置,即在平衡位置恢复力为零,但合外力不一定为零,故AC错误,B正确;

D、简谐运动物体加速度a=-知,在最大位置时,位移最大,加速度最大,故D错误;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,一定相同的物理量是(  )

A动能  动量

B动量  位移

C加速度  动能

D速度 位移

正确答案

C

解析

解:经过同一位置时,速度可能有两种方向,而速度是矢量,所以速度不一定相同,故动量不一定相同;

振动质点的位移是指离开位置的位移,做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,位移一定相同;

根据简谐运动的特征:a=-,物体每次通过同一位置时,位移一定相同,加速度也一定相同;

简谐运动的机械能是守恒的,所以物体每次通过同一位置时,动能和势能一定相同;

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

质量为0.04千克的质点作简谐振动,其运动方程为x=0.5cos(5t-)米,式中t以秒计.求:

(1)初始位移、初始速度;

(2)t=秒时的位移、速度和加速度;

(3)质点的位移大小为振幅的一半处且向x轴正向运动的时刻的速度、加速度和所受的力.

正确答案

解析

解:(1)根据简谐振动的运动方程为x=0.5cos(5t-)米,可知,t=0时刻:;对运动方程求导得:v=x′=-5×0.5sin(5t-);当t=0时,v=2.5m/s.

(2)根据简谐振动的运动方程为x=0.5cos(5t-)米,可知,t=时刻:m;

对运动方程求导得:v=x′=-5×0.5sin(5t-);当t=时,v1=-5×0.5sin(5×-)=-1.25m/s.

对速度方程求导得:a=v′=x″=-12.5cos(5t-);当t=时,a1=-12.5cos(5×-)=m/s2

(3)在简谐振动的过程中当质点位移大小为振幅的一半处且向x轴正向运动的时刻,质点的位移可能为正,是0.25m,也可能为负是-0.25m:

①当x=0.25m时,在一个周期内,,质点的速度:v2=-2.5sin=m/s,加速度:a2=-12.5cos=-6.25m/s2

质点所受的力:F1=ma2=0.04×(-6.25)=-0.25N

②当x=-0.25m时,在一个周期内,,质点的速度:v3=-2.5sin=m/s,加速度:a3=-12.5cos=6.25m/s2

所受的力:F2=ma3=0.04×6.25=0.25N

答:(1)初始位移是0,初始速度是2.5m/s;

(2)t=秒时的位移是m,速度是-1.25m/s,加速度是m/s2

(3)质点的位移大小为振幅的一半处且向x轴正向运动的时刻,①当x=0.25m时,质点的速度是m/s,加速度是-6.25m/s2质点所受的力是-0.25N;②当x=-0.25m时,质点的速度是m/s,加速度是6.25m/s2 所受的力 0.25N.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,沿波的传播方向上有质点1到质点13,已知相邻两个质点之间的距离相等.当波传到质点1时,质点1开始向上振动,当质点1振动了一个周期时波恰好传到质点13.则当波传到质点13时,下面说法正确的是(  )

A质点4有最大加速度

B质点7有最大速度

C质点5速度方向向上

D质点8速度方向向下

正确答案

A,B,D

解析

解:波向右传播,传到13质点时,此质点应该向上振动,由此得出传播到质点13时的波形图,如右图

质点4此时正位于波谷,有最大加速度,所以A正确;

质点7位于平衡位置,有最大速度,B正确;

质点5前面的点在它的下方,故质点5正在向下运动,C错误;

质点8前面的点在它下方,所以质点8正在向下运动,D正确.

故选:ABD.

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