- 简谐运动的描述
- 共4463题
有一弹簧振子经过a、b两点时动能相等,从a到b经历0.2s,从b到最大位移处、再回到a的最短时间为0.3s,则振子的周期为多少?
正确答案
解析
解:弹簧振子经过a、b两点时动能相等,说明a、b两点关于平衡位置对称;从b到最大位移处、再回到a的最短时间为0.3s,根据对称性,从a到最大位移处、再回到b的最短时间也为0.3s,而从b到最大位移处、再回到a,从a到最大位移处、再回到b,刚好是一次全振动,故周期为:
T=0.3+0.3=0.6s;
故答案为:0.6s.
一弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过O点时开始计时,经过0.4s,第一次到达M点,再经过0.2s第二次到达M点,则弹簧振子的周期为( )
正确答案
解析
解:作出示意图如图,若从O点开始向右振子按下面路线振动,则振子的振动周期为T1=4×(0.4+)s=2s,
如图,若从O点开始向左振子按下面路线振动,M1为M点关于平衡位置O的对称位置.
则振子的振动周期为T2=0.4s+0.2s+s≈0.67s.
故选AC.
轻弹簧下端挂一个质量为m的重物,平衡后静止在原点O,如图所示,现令其在O点上下做简谐运动,下图中哪一个图象正确反映重物所受的回复力F随位移x变化的关系?( )
正确答案
解析
解:由F=-kx可知,回复力与位移大小成反比,方向与位移方向相反,故其图象为B;
故选:B.
把一弹簧振子从平衡位置拉开3cm后放手,经5s振子第10次返回原来位置,则此振子的周期为______,此过程中振子经过的路程为______.
正确答案
0.5s
120cm
解析
解:经5s振子第10次返回原来位置,知周期.振子的振幅为3cm,一个周期内的路程为12cm,则振子经过的路程s=10×12cm=120cm.
故答案为:0.5s,120cm.
一弹簧振子做简谐运动,周期为T,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若△t=,△t时间内振子的位移大小之和不一定等于振幅,故A错误;
B、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,在△t时间内振子经过的路程为两个振幅,B正确;
C、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,振子的位移大小相等,方向相反,C错误;
D、若△t=T,则在t时刻和(t+△t)时刻振子的位置与开始时位置相同,所以这两时刻速度的大小一定相等,故D正确;
故选:BD.
振动描述的物理量:
(1)位移:由______指向振动质点所在位置的有向线段.
(2)振幅:离开平衡位置的______.①是标量; ②表示振动的强弱
(3)周期和频率:完成一次______所用的时间为周期T,______完成全振动的次数为频率f.二者互为倒数;T=.
正确答案
平衡位置
最大距离
全振动
单位时间内
解析
解:机械振动的位移是由平衡位置指向振动质点的有向线段;振幅是质点离开平衡位置的最大距离,表示振动强弱的物理量;周期是振动的质点完成一次全振动所用的时间;而频率表示单位时间内完成全振动的次数.
故答案为:平衡位置;最大距离;全振动;单位时间内.
如图弹簧挂着的小球作上下振动,时间t(s)与小球相对于平衡位置(即静止时状态)的高度h(cm)之间的关系式是h=3sin(2t+
),t∈[0,+∞),画出这个函数在长度为一个周期的闭区间上的简图,回答下列问题.
(1)小球开始振动的位置在哪里?
(2)小球最高、最低点与平衡位置的距离分别为多少?
(3)经过多长时间小球往复振动一次(即周期是多少)?
(4)小球每1s能往复振动多少次?
正确答案
解析
解:(1)当t=0时,代入h=3sin(2t+)cm,得 h=
cm
(2)小球最高、最低点与平衡位置的距离等于振幅,可知振幅 A=3cm,所以小球最高、最低点与平衡位置的距离均为3cm.
(3)由h=3sin(2t+)cm知,ω=2 rad/s,则周期为 T=
=π s
(4)小球每1s能往复振动次数 n==
(次)
答:
(1)小球开始振动的位置在h为cm.
(2)小球最高、最低点与平衡位置的距离均为3cm.
(3)经过π s时间小球往复振动一次.
(4)小球每1s能往复振动次.
一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s,当振子从平衡位置开始向右运动,经过0.17s时,振子的运动情况是( )
正确答案
解析
解:根据题意,以水平向右为坐标的正方向,振动周期是0.025s,振子从平衡位置开始向右运动,经过0.17s时,完成了 到 7T之间,因此振动正在向右加速运动到平衡位置.
故选:B
关于振幅的各种说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅,故A正确;
B、在机械振动的过程中,振子离开平衡位置的最大距离叫做振幅,可以不变,故B错误;
C、周期由系统内部因素决定,与振幅无关,故C错误;
D、在弹簧振子振动一个周期的过程中,振子经过的路程等于振幅的4倍,即4A,故D错误;
故选:A.
图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置,当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系.第一次以速度v1匀速拉动木板,图乙给出了砂摆振动的图线;第二次使砂摆的振幅减半,再以速度v2匀速拉动木板,图丙给出了砂摆振动的图线.由此可知,砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是( )
正确答案
解析
解:A、B、单摆摆动的周期由摆长决定,与振幅无关,故T1:T2=1:1,故A错误,B正确;
C、D、设板长为d,乙图对应速度:v1=;
丙图对应速度:v2=;
故v1:v2=2:1
故C正确,D错误;
故选:BC.
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