- 简谐运动的描述
- 共4463题
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动,B、C相距20cm,某时刻振子处于B点,经0.5s振子首次到达C点.求:
(1)振子的振幅、周期;
(2)振子在5s内通过的路程和5s末相对平衡位置位移的大小.
正确答案
解析
解:(1)设振幅为A,周期为T,则:
2A=20 cm
=0.5 s
故:
A=10 cm
T=1.0 s.
(2)振子在一周期内通过的路程为4A,故在5 s也就是5个周期的时间内通过的路程:
s=5×4A=200 cm.
5 s末振子又回到原来的位置B点,相对平衡位置的位移的大小为10 cm.
答:(1)振子的振幅为10cm、周期为1s;
(2)振子在5s内通过的路程为200cm,5s末相对平衡位置位移的大小为10cm.
(2014秋•岳阳校级月考)取一根柔软的弹性绳,使绳处于水平伸直状态.从绳的端点A开始每隔0.50m标记一个点,依次记为B、C、D…如图所示.现让A开始沿竖直方向做振幅5cm的简谐运动,取竖直向上为正方向,经过0.7s波正好传到O点,此时A点第二次到达正向最大位移,则
(1)波速为多大?
(2)若A点起振方向向上,则波的周期为多少?
(3)若A质点起振方向向下,则质点C在这段时间内经过的路程为多少?
正确答案
解析
解:(1)AO之间传播的距离△x=14×0.5m=7m
波速:v=
(2)若A点起振方向向上,则由题意A点第二次到达正向最大位移,则,△t==0.7s,则T1=0.56s
(3)若A点起振方向向下,A点第二次到达正向最大位移,则△t==0.7s,则T2=0.4s,
振动从A传到C点所用时间t1=s
质点C振动时间t2=△t-t1=0.6s
C点从平衡位置开始运动,则C质点振动经过的路程为S==
m
答:(1)波速为10m/s;
(2)若A点起振方向向上,则波的周期为0.56s;
(3)若A质点起振方向向下,则质点C在这段时间内经过的路程为0.3m.
两个单摆,摆长L1=4L2,质量m1=2m2,若它们都做简谐运动,则它们的周期之比为( )
正确答案
解析
解:两个单摆的摆长L1=4L2,根据单摆的周期公式T=2,有:
故选:B.
一振子作简谐振动的振幅是4.0cm,频率为1.5Hz,他从平衡位置开始运动,1.5内位移的大小和路程分别为( )
正确答案
解析
解:振子振动的周期为T==
s;
时间t=1.5s==
T,由于从平衡位置开始振动,所以在1.5s内振子通过的路程为:
S=4A=9A=9×4cm=36cm
经过1.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:
x=A=4cm.
故选:C.
某质点做简谐运动,先后以相同的速度通过A、B两点,历时0.5s,质点以大小相等方向相反的速度再次通过B点,历时也是0.5s,该质点的振动周期为______.
正确答案
2s
解析
解:简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过A、B两点,则可判定这两点关于平衡位置O点对称,所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等.那么平衡位置O到B点的时间t1=
s=0.25s;
因过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则有从B点到最大位置的时间t2==0.25s.
因此,质点振动的周期是T=4×(t1+t2)=2s
故答案为:2s
如图所示,质量之比为1:2的两木块A和B叠放在光滑水平面上,它们之间的最大静摩擦力为 f,木块B与劲度系数为k的轻质弹簧连,弹簧的另一端固定在墙上.为使A和B在振动过程中不发生相对滑动,则它们的振幅不能大于______.
正确答案
解析
解:设木块A的质量为m,则木块B的质量为2m,当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB在最大位移处AB之间的静摩擦力达到最大.
根据牛顿第二定律得:
以A为研究对象:a=
以整体为研究对象:kA=(2m+m)a
联立两式得,A=
故答案为:
若物体做简谐运动,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体做简谐运动,过同一位置时速度大小相等,方向可能不同,故位移为负值,速度不一定为负值;加速度a=-,故位移为负值,加速度为正值;故A错误;
B、物体通过平衡位置时所受回复力为零,合外力不一定为零,如单摆做简谐运动经过平衡位置时,合外力不为零,故B错误;
C、物体做简谐运动,过同一位置时位移一定,加速度a=-也一定;但速度大小相等,方向可能不同,故速度不一定相同;故C正确;
D、物体的位移增大时,位移增加,势能增加,动能减少,故D错误.
故选:C.
一弹簧振子的周期为0.25s,振子从平衡位置向右运动开始计时,经过1.7s振子的运动情况是( )
正确答案
解析
解:由题意,弹簧振子的周期 T=0.25s,t=1.7s,因n==
=6
,所以振子从平衡位置开始向右运动,经过1.7s时,振子正从左侧最大位移处向平衡位置运动,正在向右加速运动.
故选:A
如图所示,一水平弹簧振子在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动,O为平衡位置.已知振子由完全相同的P、Q两部分组成,彼此栓接在一起.当振子运动到B点的瞬间,将P拿走,则以后Q的运动和拿走P之前相比Q的振幅______(填“增大”、“不变”、“减小”);Q通过O点时的速率______(填“增大”、“不变”、“减小”).
正确答案
不变
增大
解析
解:由题,B点是振子最大位移位置,当将P拿走时,振子离开平衡位置的最大距离不变,则振幅不变.振子在B点时,系统只有弹性势能,当将P拿走时,弹簧振子的系统所具有的机械能没有发生变化,当Q通过O点时弹性势能全部转化为振子的动能,由Ek=2,可知,动能Ek没有变化,而质量m减小,则速率增大.
故答案为:不变,增大
用沙摆可以描绘简谐运动的图象.如图所示,木板在水平面内以速度v做匀速直线运动,同时沙摆在竖直平面内做简谐运动,则沙摆中漏下的细沙在木板上形成振动图线.若已知沙摆的摆长L,当地的重力加速度g,则沙摆的周期为______.若A、B间距离为s,则沙摆振动的一个周期内木板向外移动的距离为______.用上述物理量表示木板的速度v=______.
正确答案
2π
2s
解析
解:
木板匀速直线运动,单摆简谐运动;木板从A到C的时间为一个周期时间;
单摆摆动的周期为T=2π;
若A、B间距离为s,则沙摆振动的一个周期内木板向外移动的距离为2s;
木板匀速运动的速度为:v==
=
;
故答案为:2π;2s;
.
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