- 简谐运动的描述
- 共4463题
作简谐运动的质点在通过平衡位置时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:作简谐运动的质点在通过平衡位置时,位移为零,故回复力为零,加速度为零;
经过平衡位置的速度最大,故动能最大;故ACD错误,B正确;
故选:B.
水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动,振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2,则( )
正确答案
解析
解:弹簧振子做简谐运动,周期为与振幅无关,设为T,则从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程的时间为;
第一次位移为2A,第二次位移为4A,即位移之比为1:2,根据平均速度的定义式,平均速度之比为1:2;
故选B.
如图所示,一轻弹簧上端固定,下端系在甲物体上,甲、乙间用一不可伸长的轻杆连接,已知甲、乙两物体质量均为m,且一起在竖直方向上做简谐振动的振幅为A(A>
).若在振动到达最高点时剪断轻杆,甲单独振动的振幅为A1,若在振动到达最低点时间断轻杆,甲单独振动的振幅为A2.则( )
正确答案
解析
解:
未剪断轻杆时,甲、乙两物体经过平衡位置时,弹簧的伸长量为 x0=;
当剪断轻杆时,甲物体经过平衡位置时,弹簧的伸长量为 x=
可知,平衡位置向上移动.
则在振动到达最高点时剪断轻杆,A1<A;在振动到达最低点时间剪断轻杆,A2>A;
所以有:A2>A>A1.
故选:A.
弹簧振子多次通过同一位置时,下述物理量不变化的是( )
正确答案
解析
解:A、C、弹簧振子每次通过某一个相同位置时,相对于平衡位置的位移x相同,根据a=-可知,其加速度也相同;故A正确,C正确;
B、由于速度有两种可能的方向,速度不一定相同;故B错误;
D、弹簧振子的机械能守恒,每次经过同一位置时动能相同;故D正确;
故选:ACD.
某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asint,则质点( )
正确答案
解析
解:A、由关系式可知,将t=1s和t=3s代入关系式中求得两时刻位移相同.故A正确.
B、画出对应的位移-时间图象,由图象可以看出,第1s末和第3s末的速度方向不同.故B错误.
C、由图象可知,3s末至5s末的位移大小相同,方向相反.故C错误.
D、由图象可知,3s末至5s末的而速度是大小相同,方向也相同.故D错误.
故选:A.
如图甲所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置.如图乙所示是振子做简谐运动的位移--时间图象.下面四个图象中,能正确反映振子加速度变化情况的是( )
正确答案
解析
解:A、B、图乙为正弦波形,简谐运动的加速度a=-∝-x,故是直线,故A错误,B错误;
C、D、加速度a=-,位移x与时间t是正弦函数关系,故加速度与位移关系图与x-t图象的上下对调,故C正确,D错误;
故选C.
关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、位移减小时,质点靠近平衡位置,加速度减小,速度增大.故A错误.
B、位移方向总跟加速度方向相反.质点经过同一位置,位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置,而速度方向两种,可能与位移方向相同,也可能与位移方向相反.故B错误.
C、物体运动方向指向平衡位置时,位移方向离开平衡位置,速度方向跟位移方向相反.故C正确.
D、物体向平衡位置运动时回复力的方向与运动方向相同,做加速运动,背离平衡位置时,回复力的方向与运动方向相反,物体做减速运动.故D错误.
故选:C.
图(甲)所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图(乙)为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图知,若从平衡位置计时,则在t=0.2s时,弹簧振子运动到B位置.故A正确.
B、在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度大小相等,方向相反.故B错误.
C、从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的位移越来越大,弹簧的弹性势能越来越大,其动能越来越小,故C错误.
D、在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度大小相等,方向相反.故D错误.
故选A
如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上.现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )
正确答案
解析
解:A、由图可知t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且此时系统动能最小,根据系统机械能守恒可知,此时弹性势能最大,弹簧处于压缩状态,故A错误;
B、结合图象弄清两物块的运动过程,开始时m1逐渐减速,m2逐渐加速,弹簧被压缩,t1时刻二者速度相当,系统动能最小,势能最大,弹簧被压缩最厉害,然后弹簧逐渐恢复原长,m2依然加速,m1先减速为零,然后反向加速,t2时刻,弹簧恢复原长状态,由于此时两物块速度相反,因此弹簧的长度将逐渐增大,两木块均减速,当t3时刻,二木块速度相等,系统动能最小,弹簧最长,因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长,故B正确;
C、系统动量守恒,选择开始到t1时刻列方程可知:m1v1=(m1+m2)v2,将v1=3m/s,v2=1m/s代入得:m1:m2=1:2,故C正确;
D、在t2时刻A的速度为:vA=1m/s,B的速度为:vB=2m/s,根据m1:m2=1:2,求出Ek1:Ek2=1:8,故D错误.
故选BC.
如图所示,振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动,从振子第一次到达P点开始计时,则( )
正确答案
解析
解:ABC、从经过某点开始计时,则再经过该点两次所用的时间为一个周期,故B正确,A、C错误.
D、振子从A到B或从B到A的时间间隔为半个周期,故D错误.
故选:B
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