- 机械振动
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一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距21m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示,则( )
正确答案
解析
解:由图读出,该波的振幅为A=10cm,故A错误.
BC、由图看出,在t=0时刻,质点b经过平衡位置向上运动,质点a位于波谷,波由a向b传播,结合波形得到a、b间距离与波长的关系为:
,n=0,1,2,3,…
得到波长为:λ==
=
m
当n=1时,λ=12m;
波速为:v==
=
因n为整数,v不可能等于10m/s,故B正确,C错误.
D、该波由a传播到b的时间为:t=(n+)T=(4n+1)s n=0,1,2,3,…
由于n是整数,t不可能等于3.5s,故D错误.
故选:B
一质点做简谐运动,其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示,由图可知( )
正确答案
解析
解:A、由图读出周期T=1.6s,则频率f==0.625Hz.故A错误.
B、质点的振幅等于振子的位移最大值,由图直接读出振幅A=2cm.故B错误.
C、在0.3s时刻,质点正从正向最大位移向平衡位置运动,速度沿负方向;在0.5s时刻,质点正从平衡位置向负向最大位移处运动,速度方向沿负方向,故这两个时刻的速度方向相同.故C正确.
D、由简谐运动的特征a=-分析得知,在0.3s和0.5s两时刻,质点的加速度方向相反.故D错误.
故选C
如图为某弹簧振子在0-5s内的振动图象,由图可知,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图读出振动周期为4s,振幅为8cm.故A错误.
B、第2s末振子处于负向最大位移处,速度为零,加速度为正向的最大值.故B错误.
C、第3s末振子振子经过平衡位置,具有最大的正向速度.故C正确.
D、从第1s末到第2s末振子由平衡位置向最大位移处做减速运动.故D错误.
故选C
设想一周期为2秒的秒摆从地球表面移至某一行星表面上,其振动图象如图所示.已知该行星质量为地球质量的2倍,则该行星表面处的重力加速度为地球表面处重力加速度之比和该行星半径是地球半径之比分别是( )
正确答案
解析
解:从图象可知,周期为4s,即:
=
=2
根据单摆的周期公式T=2π ,L不变,则:
=(
)2=
星球表面的物体受到重力等于万有引力:
mg=
得:R=
所以:
=
=
=2
故选:D.
一弹簧振子沿竖直方向振动,以竖直向下为正方向,其位移y随时间t变化的关系式为y=2sin5πt(cm),则( )
正确答案
解析
解:A、质点做简谐运动,振动方程为y=2sin5πt(cm),可读出振幅A=2cm,故A错误;
B、质点做简谐运动,振动方程为y=2sin5πt(cm),可读出角频率为ω=5π rad/s,故周期T==
s=0.4s,故B正确;
C、在t=0.2s时,振子的位移为 y=2sin5π×0.2(cm)=0,故振子通过平衡位置,振子的速度最大,故C错误;
D、在t=0.1s时,振子的位移为 y=2sin5π×0.1(cm)=2cm,位移最大,加速度不为零,则弹簧的弹力与振子的重力不平衡,故D错误.
故选:B
如图甲所示,小球在内壁光滑的固定圆弧形轨道最低点附近做小角度振动,t=0时,小球位于最低点,其振动图象如图乙所示,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、t1时刻小球位于最大位移处,速度为零,故A正确;
B、t2时刻小球处于平衡位置,位移为零,B正确;
C、t3时刻小球处于负向位移最大处,速度为0,故C错误;
D、t4时刻小球处于平衡位置,速度最大,则向心加速度最大,故D错误.
故选:AB.
如图所示是一做简谐运动物体的振动图象,由图象可知物体速度最大的时刻是( )
正确答案
解析
解:
A、D,t1时刻和t4时刻物体的位移为正向最大,物体的速度为零.故AD错误.
B、t2时刻物体的位移为零,表示物体经过平衡位置,速度最大.故B正确.
C、t3时刻物体的位移为负向最大,物体的速度为零.故C错误.
故选B
如图是某弹簧振子的振动图象,由图象知振动周期为______s,图中A、B、C、D、E各点对应的时刻中,动能最大的点是______.
正确答案
0.8
BD
解析
解:由图象知振动周期为 T=0.8s;
由图知,B、D两个点对应的时刻位移为零,振子经过平衡位置,速度最大,动能最大.
故答案为:0.8;BD
如图所示是一个质点的振动图象,由图可知( )
正确答案
解析
解:A、第1秒内,质点的位移增大,远离平衡位置,速度减小,做减速运动,故A错误.
B、第2秒内质点的位移的减小,向平衡位置靠近,速度增大,动能增大,势能转变为动能.故B正确.
C、第3秒末质点的位移是负向最大,速度为零,而加速度最大,故C错误.
D、由相邻两个最大值之间的时间间隔等于周期,读出周期T=4s,由单摆的周期公式T=2π得,摆长L=
=
m≈4m,故D正确.
故选:BD
在同一地点的两个单摆做简谐振动图象如图所示,则由图象可知,两单摆的( )
正确答案
解析
解:A、从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等,根据周期公式可知,两个单摆的摆长相等,故A正确;
B、周期与摆球的质量无关,故B错误;
C、由于摆长相等,而振幅不同,故最大摆角一定不等,故C错误;
D、从图象可以看出,位移为零的时刻不同,故改变速度方向的时刻不同,故D错误;
故选A.
弹簧振子做简谐运动的图象如图所示,在t1-t2这段时间内( )
正确答案
解析
解:从振子的位移时间图象可以看出,位移逐渐变小并反向增加,故运动方向没有改变,即速度方向不变;振子先靠近平衡位置再远离平衡位置,故弹性势能变小后变大,根据机械能守恒定律可知,动能先变大后变小,故速度先变大后变小;弹性势能先变小后变大,故行变量先变小后变大,故弹力先变小后变大,故加速度先变小后变大,经过平衡位置弹力方向改变,故加速度方向也改变;
故选D.
如图所示是一弹簧振子的振动图象,由图可知,该振子的振幅是______cm,周期是______s,频率是______Hz,振子在0.8s内通过的路程是______cm;若振子从A时刻开始计时,那么到______s为止,振子完成了一次全振动,图象上B点的速度方向是______,D点速度方向是______.
正确答案
4
0.4
2.5
32
0.5
向下
向上
解析
解:由图知该振子的振幅是A=4cm,周期是T=0.4s,
频率为:f==2.5Hz,
0.8s为2个周期,则通过的路程为:s=2×4×4cm=32cm,
振子完成一次全振动的时间为一个周期T0.4s,故从A时刻开始计时,到0.5s为止振子完成一次全振动.
图象上B点的速度方向向下,
D点速度方向向上,
故答案为:4,0.4,2.5,32,0.5,向下,向上.
如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面的振动图象,其中实线是A星球上的,虚线是B星球上的,则两星球的平均密度ρA:ρB是( )
正确答案
解析
解:由图示图象可知,2TA=TB,
由单摆周期公式T=2π
故
万有引力等于重力,
又M=ρ•πR3,
所以两个星球的平均密度之比ρA:ρB=4:1,故C正确,ABD错误;
故选:C
(2015春•邢台校级月考)做简谐运动的物体,其位移随时间的变化规律为x=2sin(50πt+)cm,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:ABC、位移随时间的变化规律为x=2sin(50πt+)cm,则知振幅为 A=2cm,圆频率ω=50π rad/s,则周期为:T=
=
=0.04s;当t=0时,
是初相位,故AB错误,C正确;
D、当振动的物体在平衡位置附近计时,并且速度先增大再减小的过程中;为方便叙述设简谐运动的方程x=Asinωt,设初始时刻为t,则从t时刻到t+时刻的路程为:S=|x-x′|=Asinωt-Asin(ωt+90°)|=|
Asin(ωt-45°)|,故此时最大为
A,最小为A;由此类推,本题的在四分之一周期内的最大路程为2
cm;故D正确.
故选:CD.
一质点做简谐运动时,其振动图象如图.由图可知,在t1和t2时刻,质点运动的( )
正确答案
解析
解:
A、由图读出,t1和t2时刻,质点运动的位移大小相等,方向相反.故A错误.
B、根据简谐运动的基本特征是:F=-kx得知,t1和t2时刻质点的回复力大小相等,方向相反.故B错误.
C、由于这两个时刻位移大小相等,质点通过关系平衡位置对称的两点,速度大小相等,而速度方向相同,所以速度相同.故C正确.
D、根据简谐运动的加速度a=-,位移大小相等,方向相反,则加速度大小相等,方向相反.故D错误.
故选C
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