- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
如图甲所示,在光滑的斜面上,有一滑块,一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连,下端与斜面上的固定挡板连接,在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值,拉力显示为负值),能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机,经计算机处理后在屏幕上显示出F-t图象.现用力将滑块沿斜面压下一段距离,放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动,此时计算机屏幕上显示出如图乙所示图象.
(1)滑块做简谐运动的回复力是由______ 提供的;
(2)由图乙所示的F-t图象可知,滑块做简谐运动的周期为______ s;
(3)结合F-t图象的数据和题目中已知条件可知,滑块做简谐运动的振幅为______.
正确答案
解析
解:(1)对滑块进行受力分析,滑块的合力为:弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力,合力提供回复力.
(2)由图可以看出周期为0.4s
(3)根据胡克定律:F1=KX
F2=KX′
振幅d==
故答案为:(1)弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力);
(2)0.4;(3);
如图所示,两长方体木块A和B叠放在光滑水平面,质量分别为m和M,A与B之间的最大静摩擦力为f,B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子.为使A和BA和B 在振动过程中始终不发生相对滑动,则
( )
正确答案
解析
解:当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB间静摩擦力达到最大.此时AB到达最大位移处.
根据牛顿第二定律得:
以A为研究对象:最大加速度 a=
以整体为研究对象:kA=(M+m)a
联立两式得,最大振幅为:A=
故选:BC.
一个单摆在空气中振动,振幅越来越小,这表明( )
正确答案
解析
解:
A、单摆在空气中振动,位移随时间而变化,后一时刻摆球的位移不一定小于前一时刻摆球的位移.故A错误.
B、C单摆在空气中振动,动能和势能在变化,后一时刻摆球的动能和势能不一定小于前一时刻摆球的动能和势能.故BC错误.
D、由于摆球克服空气阻力做功,摆球的机械能逐渐减小,所以后一时刻摆球的机械能一定小于前一时刻摆球的机械能.故D正确.
故选D
一个做简谐振动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置第一次运动到x=处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动到x=
处所用的最短时间为t2,那么t1与t2的大小关系正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据振子远离平衡位置时速度减小,靠近平衡位置时速度增大可知,振子第一次从平衡位置运动到x=A处的平均速度大于第一次从最大正位移处运动到x=
A处的平均速度,而路程相等,说明t1<t2.故ACD错误,B正确;
故选:B
关于回复力的说法,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、回复力是合力指向平衡位置的分力,是效果力,不是重复受力;故A错误,
B、回复力可以是物体受到的某个力的分力提供;不一定是合力;故B错误;
C、回复力是从力的作用效果命名的,可以是重力、弹力或摩擦力,可以是几个力的合力,故C正确;
D、回复力与位移成正比;故回复力一定是变力;故D正确;
故选:CD.
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