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题型: 多选题
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多选题

如图所示,小球(可视为质点)在光滑圆弧形斜槽中的最低点O点附近做机械振动,槽半径远大于球的运动弧线长.若从O点开始计时,经过3s小球第一次经过M点(如图所示);再继续运动,又经过2s它第二次经过M点;则该小球第三次经过M点还需的时间是(  )

A8s

B4s

C14s

Ds

正确答案

C,D

解析

解:若振子开始运动的方向先向左,再向M点运动,运动路线如图1所示.

得到振动的周期为T=4s+4×s=s,振子第三次通过M点需要经过的时间为t=T-2s=s.

若振子开始运动的方向向右直接向M点运动,如图2,振动的周期为T=16s,振子第三次通过M点需要经过的时间为t=T-2s=14s.

故选:CD.

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题型: 单选题
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单选题

做简谐运动的物体,当它每次经过关于平衡位置对称的位置时,可能相同的物理量是(  )

A位移

B速度

C加速度

D回复力

正确答案

B

解析

解:

A、物体经过关于平衡位置对称的位置时,位移大小相等,方向相反,所以位移不同,故A错误.

B、物体经过关于平衡位置对称的位置时,根据对称性可知,速度可能相同,故B正确.

C、由a=-,知位移大小相等、方向相反,则加速度也大小相等、方向相反,所以加速度不同,故C错误.

D、由F=-kx,知位移大小相等、方向相反,则回复力也大小相等、方向相反,所以回复力不同,故D错误.

故选:B.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2s,振子经a、b两点时速度相同;若它从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为______Hz.

正确答案

1.25

解析

解:由题,振子从a到b历时0.2s,振子经a、b两点时速度相同,则a、b两点关于平衡位置对称.振子从b再回到a的最短时间为0.4s,则振子b→最大→b的时间是0.2s,根据对称性分析得知,振子从a→b→正最大→负最大→a的总时间为0.8s,即振子振动的周期为T=0.8s,频率为f==1.25Hz.

故答案为:1.25

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题型:填空题
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填空题

(2016•闵行区一模)如图,A是半径为R的光滑圆弧轨道的最低点,B、C为可视为质点的两小球,将B放在A点正上方h处,将C放在离A点很近的轨道上,同时由静止释放B、C两球(忽略空气阻力).当B球下落到A点时恰好与C球相遇,h的最小值应为______;将C球向A点移动至原AC弧的中点,再次同时释放两球,仍当B球下落到A点时恰好与C球相遇,h的最小值将______(选填“减小”、“不变”或“增大”).

正确答案

不变

解析

解:C球沿光滑圆弧轨道做简谐运动(由于C放在离A点很近的轨道上,可认为摆角θ<5°).此振动与一个摆长为R的单摆振动模型相同,故此等效摆长为R,B球下落到A点时恰好与C球相遇,C球第1次经过A点就和B球相遇,时间最短,此时h有最小值

因此C球第1次到达A处的时间为:

B球做自由落体运动,下落到A点的时间为

两球相遇有:tB=tC

解得h=

将C球向A点移动至原AC弧的中点,C球依然做间谐运动,此振动动与一个摆长为R的单摆振动模型相同,故C球到A点的时间不变

再次同时释放两球,仍当B球下落到A点时恰好与C球相遇,h的最小值依然将不变.

故答案为:; 不变

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题型: 多选题
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多选题

一质点做简谐振动,从质点经过某一位置时开始计时,下列叙述中错误的是(  )

A当质点再次经过此位置时,经过的时间为一个周期

B当质点的速度再次与零时刻的速度相同时,经过的时间为一个周期

C当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时,经过的时间为一个周期

D当质点的位移再次与零时刻的位移相同时,经过的时间为一个周期

正确答案

A,B,C,D

解析

解:A、一个周期内有两次经过同一位置,故当质点下一次经过此位置时,经历的时间可能小于一个周期,也可能等于一个周期,故A错误;

B、一个周期内有两次速度大小和方向完全相同,故质点速度再次与零时刻速度相同时,时间可能为一个周期,也可能小于一个周期,故B错误;

C、当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时,即回到同一个位置;一个周期内有两次经过同一位置,经历的时间可能为一个周期,也可能小于一个周期,故C错误;

D、一个周期内有两次经过同一位置,故当质点质点的位移再次与零时刻的位移相同时,经历的时间可能小于一个周期,也可能等于一个周期,故D错误;

本题选择错误的,故选:ABCD

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题型:填空题
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填空题

有一个弹簧振子,振幅为0.8cm,周期为0.5s,初始时具有负方向的最大加速度,则它的运动表达式为x=______m.

正确答案

0.008sin(4πt+

解析

解:由题,t=0时刻具有负方向的最大加速度,根据a=-知,振子的初始位移是正向最大,则位移表达式x=Asin(ωt+φ0)中,φ0=

圆频率ω==rad/s=4πrad/s,则位移表达式为 x=Asin(ωt+φ0)=0.8sin(4πt+)(cm)=0.008sin(4πt+)m.

故答案为:0.008sin(4πt+).

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题型: 多选题
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多选题

(多选)物体A做简谐运动的振动位移,xA=3sin(100t+)m,物体B做简谐运动的振动位移,xB=5sin(100t+)m.比较A、B的运动(  )

A振幅是矢量,A的振幅是6m,B的振幅是10m

B周期是标量,A、B周期相等为100s

CA振动的频率fA等于B振动的频率fB

DA的相位始终超前B的相位

正确答案

C,D

解析

解:A、由两个质点位移的表达式读出:A的振幅为4cm,B的振幅为8cm.故A错误.

B、周期表示质点振动的快慢,没有方向,是标量.由解析式读出两个质点角速度均为ω=100rad/s,周期T===0.02πs.故B错误.

C、两振动的周期相同,则频率一定相同;故C正确;

A的相位是100t+,B的相位是100t+,相位差:△Φ=(100t+)-(100t+)=,所以A的相位始终超前B的相位.故D正确.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

一个弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是(  )

A位移最大时,加速度最大,位移最小时,速度最大

B振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大

C振子加速度方向与位移方向相反

D振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同

正确答案

A,C,D

解析

解:A、做简谐运动的弹簧振子,靠近平衡位置时,做变加速运动,速度增大,离开平衡位置时,做变减速运动,速度减小,所以振子通过平衡位置时,速度的大小最大;根据a=-,在最大位移处加速度最大;故A正确;

B、振子通过平衡位置时,速度最大,加速度最小,故B错误;

C、根据a=-,振子加速度方向与位移方向相反,故C正确;

D、振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同(两个方向),但根据a=-加速度一定相同,故D正确;

故选:ACD.

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题型: 单选题
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单选题

已知某个弹簧振子的固有频率为f,若在下述频率的驱动力作用下做受迫振动,振幅最大的是(  )

Af

B2f

C4f

D10f

正确答案

A

解析

解:当f=f0时,系统达到共振,振幅最大,

故f<f0时,随f的增大,振幅振大;

当f>f0时,随f的减小,驱动力的频率接近固有频率,故该振动系统的振幅增大;

系统的振动稳定后,系统的振动频率等于驱动力的频率,故振动频率等于f,故A正确,BCD错误;

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过A、B两点,历时1s,质点通过B点后再经过1s又第二次通过B点,在这两秒内质点通过的总路程为12cm.则质点(  )

A周期2s

B振幅12cm

C频率0.25Hz

D12s内通过的路程48cm

正确答案

C

解析

解:A、设简谐运动的平衡位置为O.质点先后以相同的速度通过A、B两点,说明A、B两点关于平衡位置O点对称,所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等.

那么从平衡位置O到B点的时间 t1=0.5s,

因过B点后质点再经过t=1s又第二次通过B点,根据对称性得知质点从B点到最大位置的时间 t2=0.5s,

因此,质点振动的周期是T=4×(t1+t2)=4×(0.5+0.5)s=4s.故A错误;

B、质点做简谐运动时,每个周期内通过的路程是4A,由于t=2s=T,质点通过的路程为2A,即2A=12cm,所以振幅A=6cm.故B错误;

C、由:.故C正确;

D、12s=3T,质点在3个周期内的路程是:S=3×4A=12×6cm=72cm.故D错误.

故选:C.

下一知识点 : 简谐运动的回复力和能量
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