- 简谐运动的描述
- 共4463题
一弹簧振子拉离平衡位置4厘米放手,弹簧振子作简谐振动,振动周期为0.5秒,则弹簧振子的振幅为______米,1秒内通过的位移为______米,1秒内通过的路程为______米.若将振子拉离平衡位置1厘米放手,该振子的频率为______赫兹.
正确答案
0.04
0
0.32
2
解析
解:简谐振动的振幅是振子离开平衡位置的最大位移,弹簧振子拉离平衡位置4厘米放手,所以该振子的振幅是4cm=0.04m;
1s=,振子在一个周期内完成一次全振动,位移是0,所以2个周期后的位移是0;
根据振子在一个周期内通过的路程是四个振幅,可知振子在1s内通过的路程是:2×4A=2×4×0.4=0.32m;
振子的频率:Hz
频率的大小与振幅的大小无关,所以将振子拉离平衡位置1厘米放手,该振子的频率仍然是2Hz.
故答案为:0.04,0,0.32,2
一个质点在平衡位置o点附近做简谐振动,若从o点开始计时,经过3s钟质点第一次经过M点,再继续运动,又经过2s钟它第二次经过M点,则该质点第三次经过M点还需的时间和对应的周期分别是( )
正确答案
解析
解:①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=(3s+×2s)×
×4=
s
振子第三次通过M点需要经过的时间为:
t=T-2s=s.
②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=(3s+)×4=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.
质点在O点附近做简谐运动,由O点开始计时,质点第一次到达O点附近的M点需时6s,又经过4s再一次通过M点,则质点第三次通过M点还要经过______或______s.
正确答案
28s
解析
解:如图,假设弹簧振子在水平方向BC之间振动,如图1,若振子开始先向左振动,振子的振动周期为T=4×(6+)s=32s,则振子第三次通过M点还要经过的时间是t=32s-4s=28s.
如图2,若振子开始先向右振动,振子的振动周期为T=2×4s+×4s=
s,则振子第三次通过M点还要经过的时间是t=4s+
×4s=
s.
故答案为:28s,s.
如图所示是用频闪照相的方法拍下的一个弹簧振子的振动情况,甲图是振子静止在平衡位置时的照片,乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处,放手后,在向右运
周期内的频闪照片.丙图是振子从放手开始在
周期内的频闪照片.已知频闪的频率为9.0Hz,则相邻两次闪光的时间间隔t0是______s,振动的周期T是______s,振子在1s内所走的路程是______m.
正确答案
0.60
解析
解:已知频闪的频率为9.0Hz,则相邻两次闪光的时间间隔即是频闪周期t0==
s;由乙图知振子振动周期T=4×3t0=
s;每秒钟振子恰好完成
次全振动,通过的路程
为3个振幅,即s=3×0.2m=0.60m
故答案为:,
,0.60
一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt,位移y的单位为m,时间t的单位为s.则( )
正确答案
解析
解:A、质点做简谐运动,振动方程为y=0.1sin2.5πt,可读出振幅A=0.1m,故A错误;
B、质点做简谐运动,振动方程为y=0.1sin2.5πt,可读出角频率为2.5π,故周期T=,故B错误;
C、在t=0.2s时,振子的位移最大,故速度最小,为零,故C正确;
D、根据周期性可知,质点在一个周期内通过的路程一定是4A,但四分之一周期内通过的路程不一定是A,故D错误;
故选:C.
水平方向振动的弹簧振子做简谐振动的周期为T,则( )
正确答案
解析
解:A、B水平方向振动的弹簧振子,弹力对振子做功为零,根据动能定理可知初速度与末速度大小相等,振子可能经过同一位置,也可能经过关于平衡位置对称的位置,△t不一定是的整数倍,可能小于
.故A错误,B正确.
C、D若在时间△t内,弹力对振子冲量为零,根据动量定理可知在△时间内初速度与末速度相同,△t可能是T的整数倍.也可能振子经过关于平衡位置对称的位置,则△t不是T的整数倍,△t可能小于.故C错误.D正确.
故选BD
一个做简谐运动的质点在平衡位置O点附近振动,当质点从O点向某一侧运动时,经3s第一次过P点,再向前运动,又经2s第二次过P点,则该质点再经过多少时间第三次过P点?
正确答案
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.
答:该质点再经过s或经过14s的时间第三次过P点.
弹簧振子做简谐运动,如图所示,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据简谐运动的对称性特点,振子在振动过程中,速率相同的位置有两处,分别位于平衡位置两侧,故A错误;
B、振子在振动过程中,振子的位移越大,振子的速度越小,但不是成反比,故B错误;
C、振子在振动过程中,重力和支持力平衡,弹簧的弹力提供回复力,故C正确;
D、振子在振动过程中,动能和弹性势能之和守恒,故D错误;
故选:C.
在水平方向上做简谐运动的弹簧振子如图所示,受力情况是( )
正确答案
解析
解:地球表面的一切物体都受重力,故弹簧振子一定受到重力作用;
球对杆有向下的压力,故杆对球一定有向上的支持力;
弹簧对小球有弹力,提供回复力;
简谐运动的回复力F=-kx,是等幅振动,故摩擦力忽略不计;
故A正确,BCD错误;
故选:A.
弹簧振子做简谐振动,0为平衡位置,以它从0点开始运动作为计时起点,经过0.45s后第一次到达M点,再经过0.3s后第二次到达M点,则它第三次到达M点还需要经过的时间可能为( )
正确答案
解析
解:若振子开始运动的方向先向M点的另一侧最大位移处运动,再向M点运动,运动路线如图1所示.得到振动的周期为T=0.8s,振子从M→B→M的时间为t=T-0.3s=0.5s.即第三次通过需要经过的时间可能为0.5s.
若振子开始运动的方向从平衡位置直接向M点运动,如图2,振动的周期为T=2.4s,振子从M→O→B→M的时间为t=T-0.3s=2.1s.
故选AD
扫码查看完整答案与解析