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题型: 多选题
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多选题

如图所示,在光滑水平面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,开始振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F.振子从静止释放后向左运动,经过时间t后第一次到达平衡位置O点处,此时振子的速度为v,在这个过程中振子的平均速度大小(  )

A等于v

B等于

C等于

D小于

正确答案

C,D

解析

解:C、根据胡克定律,振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F,则OA的位移:

x=

由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处,所以这个过程中平均速度:

===

故C正确;

A、B、D、振子从A向O的运动是加速度不断减小的运动,作出vt图象,如图所示:

如果是虚线,位移为对应三角形的面积,平均速度为

对于实线,位移小于虚线对应的面积,故平均速度小于

故AB错误,D正确;

故选:CD.

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题型: 单选题
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单选题

一个做简谐运动的质点,它的振幅是4cm,周期是0.4s.该质点从平衡位置开始经过0.5s后,位移的大小和所通过的路程分别为(  )

A4cm,10cm

B4cm,20cm

C0,24cm

D100cm,100cm

正确答案

B

解析

解:因为时间:t=0.5s=T=1T,所以从平衡位置开始振动,经过0.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:x=A=4cm.

在0.5s内振子通过的路程为:S=1.25×4A=1.25×4×4cm=20cm

故选:B.

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多选题

一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点.t=0时刻振子的位移x=-0.2m;t=s时刻x=0.2m;t=4s时刻x=0.2m.该振子的振幅和周期可能为(  )

A0.2m,s

B0.2m,4s

C0.4m,s

D0.4m,8s

正确答案

C,D

解析

解:①如果振幅为0.2m,经过周期的整数倍,振子会回到原位置,知道s是周期的整数倍,经过s振子运动到对称位置,可知,单摆的周期为s,则s为半个周期,则振幅为0.2m.

②可能振幅大于0.2m,则周期T=×2+(4-)×2=8s.

当周期为s时,经过s运动到与平衡位置对称的位置,振幅可以大于0.2m.故CD正确、AB错误.

故选:CD.

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多选题

弹簧振子做简谐运动,t1时刻速度为v,t2时刻速度也为v,且方向相同.已知(t2-t1)小于周期T,则(t2-t1)(v≠0)(  )

A可能大于

B可能小于

C一定小于

D可能等于

正确答案

A,B

解析

解:t1时刻速度为v,t2时刻也为v,且方向相同.则有这两位置关于平衡位置对称.由于(t2-t1)小于周期T,

A、当这两个位置靠近最大位移处时,且t1时刻速度方向指向平衡位置时,则有(t2-t1)可以大于,故A正确;

B、当这两个位置靠近平衡位置附近,且t1时刻速度方向指向平衡位置时,则有(t2-t1)可以小于,故B正确;

C、D、当这位置靠近平衡位置附近,且t1时刻速度方向指向最大位置时,则有(t2-t1)大于,由于两个时刻的速度相同,(t2-t1)不可能等于,故C、D错误.

故选:AB.

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单选题

弹簧振子作简谐运动,在平衡位置O两侧B、C间振动,当时间t=0时,振子位于B点(如图),若规定向右的方向为正方向,则下图中哪一个图象表示振子相对平衡位置位移随时间变化的关系.(  )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解:简谐运动的位移是指相对平衡位置的位移,是从初位置到末位置的有向线段;

t=0时刻,位移为负的最大值;

简谐运动的位移随着时间按照正弦规律变化;

故选:A.

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单选题

某质点做简谐运动,其偏离平衡位置的位移随时间变化的关系式为x=Acost,则(  )

A第1s末与第3s末的质点偏离平衡位置位移相同

B第3s末与第5s末质点偏离平衡位置的位移相同

C第3s末与第5s末质点的速度相同

D第3s末与第7s末质点的加速度相同

正确答案

B

解析

解:由表达式可知,该简谐运动的周期T==8s;作出对应的振动图象如图所示;

A、第1s末与第3s末的质点偏离平衡位置位移大小相等,方向相反;故A错误;

B、第3s末与第5s末质点偏离平衡位置的位移相同;故B正确;

C、第3s末与第5s末质点的速度方向相反;故C错误;

D、第3s末与第7s末质点的位移相反,加速度相反;故D错误;

故选:B.

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单选题

A、B两个完全一样的弹簧振子,把A振子移到A的平衡位置右边10cm,把B振子移到B的平衡位置右边5cm,然后同时放手,那么(  )

AA、B运动的方向总是相同的

BA、B运动的方向总是相反的

CA、B运动的方向有时相同、有时相反

D无法判断A、B运动的方向的关系

正确答案

A

解析

解:由题,把A振子移到A的平衡位置右边10cm,把B振子移到B的平衡位置右边5cm同时放手,两个振子同时开始做简谐运动,振幅分别为10cm和5cm,由于是完全相同的弹簧振子,它们振动的周期相同,所以A、B运动的方向总是相同的.

故选A

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单选题

如图是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4…各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.t=0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动.下列判断正确的是(  )

A质点6开始振动时的运动方向向下

Bt=时质点6的加速度方向上

Ct=时质点10的运动方向向上

Dt=T时质点16开始运动

正确答案

C

解析

解:A、经过T时,质点1从平衡位置运动到波峰,此时质点5刚开始振动,由于后一个质点重复前一个质点的振动,由于质点1开始竖直向上振动,故质点6开始振动时也是竖直向上振动,故A错误;

B、经过t=质点1回到平衡位置,质点9开始向上振动,质点6在平衡位置上方,所以加速度的方向向下,故B错误;

C、t=时质点1振动到负的最大位移处,质点13开始振动,5~13之间的质点在平衡位置上方,9~13之间的质点处于“下坡路”上,振动方向都向上,故C正确;

D、t=T时质点17开始运动,D错误.

故选:C.

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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

一弹簧振子做简谐运动,周期为T,下列说法正确的是(  )

A若t时刻和(t+△t)时刻振子对平衡位置的位移大小相等,方向相同,则△t一定等于T的整数倍

B若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度大小相等,方向相反,则△t一定等于的整数倍

C若△t=,则t和(t+△t)两时刻,振子的位移大小之和一定等于振幅

D若△t=,则在t时刻和(t+△t)时刻振子速度的大小一定相等

正确答案

D

解析

解:A、则在t时刻和(t+△t)时刻振子的位置对平衡位置的位移大小相等,方向相同,所以这两时刻振子出现在同一个位置上,而每一个周期内,振子两次出现在同一个位置上.所以当速度方向相同时,则△t可以等于T的整数;当速度方向相反时,则△t不等于T的整数.故A错误;

B、若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度大小相等,方向相反,则△t可能等于的整数倍,也可能大于的整数倍,也可能小于的整数倍,故B错误;

C、当△t=,则t和(t+△t)两时刻振子的位置有可能关于平衡位置对称,此时振子的位移大小之和不一定等于振幅,故C错误;

D、若△t=,则在t时刻和(t+△t)时刻振子的位置关于平衡位置对称,所以这两时刻速度的大小一定相等.故D正确;

故选:D

下一知识点 : 简谐运动的回复力和能量
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