- 简谐运动的回复力和能量
- 共25题
物理小组用自己设计的位移传感器来探究滑块的简谐运动,其工作原理如图(a)所示,滑块M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的滑片P一起平移,利用示波器获得的U—t图像可以反映滑块M的位移x的变化情况。已知电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器的滑片从A端滑到B端的总长为L,滑块位于O点时滑片P恰与AB的中点接触。滑块M以O为平衡位置做简谐运动(取向右为正方向),振幅为。若U随时间t的变化关系如图(b)所示,则在图示0—t1时间内,下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
弹簧振子在做简谐振动时,若某一过程中振子的速率在减小,则此时振子的
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,质量为\倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为,斜面顶端与劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为。
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动;
(3)求弹簧的最大伸长量;
(4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?
正确答案
见解析
解析
(1)设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为x,有,得,此时弹簧总称为.
(2)由物块所受,
得 :,
解得:,
符合简谐振动的回复力特征,所以是简谐振动.
(3)物块做简谐振动的振幅为,由于对称性可知,最大伸长量为,
(4)物块运动时,要斜面静止则需要
在物块具有最大向上加速度时保持不动,则整个过程保持不动
联立求解得:
知识点
一质点作简谐振动的图像如图所示,则该质点
正确答案
解析
略
知识点
位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动,A刚好完成一次全振动时,在介质中形成的简谐横波的波形如图所示,B是沿波传播方向上介质的一个质点,则
正确答案
解析
由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向,A选项正确;经过周期之后质点A将向负向最大位移运动,回复力做负功,B正确;质点不随波迁移,C选项错误;由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零,D选项正确。
知识点
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