- 简谐运动的描述
- 共4463题
如图所示两木块A和B叠放在光滑水平面上,质量分别为m和M,A与B之间的最大静摩擦力为fm,B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子,为使A和B在振动过程中不发生相对滑动,则( )
正确答案
解析
解:当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时,AB间静摩擦力达到最大,此时AB到达最大位移处.
根据牛顿第二定律,以A为研究对象,最大加速度:
a=
以整体为研究对象:
kA=(M+m)a
联立两式得到最大振幅:
A=
故AC错误,BD正确;
故选:BD.
关于弹簧振子的振动,下述说法中正确的有( )
正确答案
解析
解:
A、弹簧振子的周期T=2π,其周期与振子的质量以及劲度系数有关,与振幅无关.故A错误.
B、在连续两个内,速度变化量的大小和方向不一定不同,设最大速度大小v,则速度变化量最小为0,最大为2mv,故B错误.
C、弹簧振子经过时间,运动到关于平衡位置对称的位置,速度的大小相等,根据动能定理知,弹力做功为零.故C正确.
D、在最大位移处,速度为零,合力不为零,提供回复力,处于非平衡状态.故D错误.
故选:C.
做简谐运动的弹簧振子,下述说法中不正确的是( )
正确答案
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.故A正确.
B、做简谐运动的弹簧振子,加速度的大小与位移大小成正比,振子在最大位移处时,位移最大,加速度的大小最大.故B正确.
C、振子位移是指振子离开平衡位置的位移,从平衡位置指向振子所在的位置,通过同一位置,位移总是相同.故C正确.
D、振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度可以相反,速度不一定相同,故动量不一定相同.故D错误.
本题选不正确的,故选D.
弹簧振子振动时,振子连续两次经过同一位置时,发生改变的物理量是( )
正确答案
解析
解:弹簧振子在振动过程中,两次连续经过同一位置时,位移、加速度、回复力、动能、势能、速度的大小均是相同的.但速度的方向不同,故发生改变的物理量是速度.
故选:C.
将几根相同的弦一端固定,在另一端系着质量不同的小物体,小物体自然下垂,使弦绷紧,做成如图1的装置,拨动弦的中心使其振动,探究弦的振动频率f与小物体的质量m及弦的长度L之间的关系.方法中只让m或让L变化,测定振动频率f,得到如图2的两个图象,请你猜想频率f的可能表达式( )
正确答案
解析
解:采用控制变量法研究;由图2可以看出:
L一定时,f与成正比;
m一定时,f随着L的增加而减小,且f与L成反比;
故表达式为:f=k;
故选:A.
做简谐运动的物体经过同一位置时,不完全相同的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,速度可能有两种方向,而速度是矢量,所以速度不一定相同.故A正确.
BC、根据简谐运动的特征:a=-,物体每次通过同一位置时,位移一定相同,加速度也一定相同.故B、C错误.
D、动能是标量,经过同一位置时,弹性势能相同,故动能相同,故D错误;
故选:A.
一振子做简谐运动的振幅是4.0cm,频率为1.5Hz,它从平衡位置开始振动,1.5s内位移的大小和路程分别是( )
正确答案
解析
解:振子振动的周期为T==
,时间t=1.5s=
=2.25T,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=2.25×4A=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:B
如图所示,一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过M、N两点,历时1s,质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点,在这2s内质点通过的总路程为12cm.则质点的振动周期和振幅分别为( )
正确答案
解析
解:简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过M、N两点,则可判定M、N两点关于平衡位置O点对称,所以质点由M到O时间与由O到N的时间相等.
那么平衡位置O到N点的时间t1=0.5s,因过N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N点,则有从N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)=4s
质点总路程的一半,即为振幅.所以振幅A==6cm
故选:B.
一振子做简谐运动的振幅是4.0cm,频率为1.5Hz,它从平衡位置开始振动,1.5s内位移的大小和路程分别是( )
正确答案
解析
解:振子振动的周期为T==
s,时间t=1.5s=
T=2.25T,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=2.25×4A=10×4cm=40cm;
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
关于振幅,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:ACD、振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅,表示振动强弱的物理量;当振幅越大,振动物体的最大位移越大,在最大位移处的恢复力大,即最大位移处的加速度越大,并不是位移大,加速度大,A正确,CD错误;
B、一个确定的振动系统,如弹簧振子的振幅越大表示振动的能量越大,所以振动系统的能量越大,B正确;
故选:AB.
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