- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
关于匀速圆周运动和简谐振动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、匀速圆周运动是速率不变的运动,速度方向时刻改变,故A错误;
B、匀速圆周运动是合外力大小不变的运动,方向始终指向圆心,时刻改变,故B错误;
C、匀速圆周运动运动轨迹一定是曲线,而简谐振动的轨迹可以是直线,故C错误;
D、匀速圆周运动和简谐振动都具有周期性,故D正确;
故选:D.
质量为m的木块放在弹簧上,弹簧在竖直方向作简谐振动,当振幅为A时,物体对弹簧压力的最大值是物体重量的1.5倍,物体对弹簧的最小压力是______.欲使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过______.
正确答案
0.5mg
2A
解析
解:因为木块在竖直方向上做简谐运动,依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大,在最高点对弹簧的压力最小.
在最低点根据牛顿第二定律有FN-mg=ma,代入数据解得a=0.5 g.
由最高点和最低点相对平衡位置对称,加速度大小等值反向,所以最高点的加速度大小为a′=0.5 g,在最高点根据牛顿第二定律有mg-FN′=ma′,
故FN′=mg-ma′=0.5 mg.
即木块对弹簧压力的最小值为0.5mg.
要使木块不脱离弹簧,设其振幅不能超过A′,此时木块振到最高点恰在弹簧原长处,此时的最大加速度为g,由a=-x知,当振幅为A时,在最低点有0.5 g=-
A;
当振幅为A′时,在最高点有g=-A′,由此可得A′=2A.
故答案为:0.5mg,2A.
如图:A、B叠放在光滑水平地面上,B与自由长度为L0的轻弹簧相连,当系统振动时,A、B始终无相对滑动,已知mA=3m,mB=m,当振子距平衡位置的位移x=
时系统的加速度为a,求A、B间摩擦力Ff与位移x的函数关系______.
正确答案
解析
解:当振子距平衡位置的位移x=时系统的加速度为a,根据牛顿第二定律有:kx=(mA+mB)a=4ma,
解得k=,
当位移为x时,整体的加速度,
隔离对A分析,则摩擦力.
故答案为:.
(2015秋•上海月考)一水平弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动,当它通过关于平衡位置对称的两个位置时,一定相同的物理量有( )
正确答案
解析
解:A、当振子通过关于平衡位置对称的两个位置时,振子的位移、回复力和加速度的方向都相反,所以ABC错误;
D、当振子通过关于平衡位置对称的两个位置时,振子的速度大小相等,所以振子的动能相等;同时由于在光滑的水平面上,弹簧的形变量的大小也相等,所以弹簧的弹性势能也相等.故D正确.
故选:D
如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变,现用水平力F缓慢向左推动物体,在弹性限度内弹簧长度压缩了x0,此时物体静止,撇去F后,物体开始向右运动,运动的最大路程为3x0,物体与水平面间的动摩擦因素为μ,重力加速度为g,则( )
正确答案
解析
解:A、刚撤去推力时,物体的加速度最大,根据牛顿第二定律,有:
kx0-μmg=ma
解得:
a=-μg
故A正确;
B、撇去F后,当弹力和摩擦力平衡时,速度最大,根据平衡条件,有:
kx1-μmg=0 ①
从撤去推力到最后停止的全过程,根据功能关系,有:
②
从撤去推力到速度达到最大过程,根据功能关系,有:
③
由于x2未知,故无法求解最大速度,故B错误;
C、由于弹簧的弹力是变力,物体不是匀减速运动,故无法求解时间,故C错误;
D、物体在加速运动过程中是靠近平衡位置,故加速度减小,故D正确;
故选:AD.
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