- 简谐运动的描述
- 共4463题
做简谐振动的质点,先后连续经过同一点时,下列物理量哪些是不同的( )
正确答案
解析
解:A、质点先后经过同一点时运动的方向定是相反的,速度是矢量,方向不同,则速度不同,
B、位移相同,根据a=-,则加速度相同,
C、经过同一点时速度大小相同则动能相同,
D、先后经过同一点时位移相同,
本题选不同的,故选:A.
单摆在振动过程中,当摆球的重力势能增大时,摆球的( )
正确答案
解析
解:重力势能增加时,物体一定由平衡位置向最大位置处移动;故摆球的位移、回复力及加速度均增大;速度一定减小;
故选:C.
一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过A、B两点,历时1s,质点通过B点后,再经过1s,第二次通过B点,在这2s内,质点的总路程是12cm,则质点振动的周期和振幅分别为( )
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A、B两点,则可判定这两点关于平衡位置O点对称,所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等.
那么平衡位置O到B点的时间t1=,
因过B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B点,则有从B点到最大位置的时间t2=,
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.所以振幅为cm=6cm;
故选:B.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电磁波只有在同一种均匀介质中才沿着直线传播,例如:光,故A错误;
B、单摆经过平衡位置后,将受到回复力,故B错误;
C、机械波的传播周期与机械波中的质点做简谐运动的周期相等.故C错误;
D、根据做简谐运动的物体的运动特点知,在半个周期内经过的路程一定为振幅的2倍,故D正确.
故选:D.
如图所示,单摆摆长为1m,做简谐运动,C点在悬点O的正下方,D点与C相距X=2.5m,C、D之间水平面与小球B之间的摩擦因数μ=0.2,当摆球A到右侧最大位移处时,小球B从D点以某一速度开始向C点运动,A、B二球在C点迎面相遇,求小球B的初速度大小.(π2=g,g=10m/s2 )
正确答案
解析
解:小球A摆动到C点的时间为:;
小球B匀减速滑动过程,根据牛顿第二定律,有:-μmg=ma,故a=-μg=-2m/s2;
根据位移时间关系公式,有:x=,
得:,(n=0,1,2…);
答:小球B的初速度大小为m/s,其中n=0,1,2….
弹簧振子作简揩振动时,当振子两次连续通过同一位置时,下列有关弹簧振子的物理量中不相同的是( )
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,故速度不同.
故选:B.
弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中( )
正确答案
解析
解:A、回复力与位移成正比,在振子向着平衡位置运动的过程中回复力减小,A错误;
B、振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段,因而向平衡位置运动时位移逐渐减小,B错误;
C、物体向着平衡位置运动时,回复力与速度方向一致,故物体的速度逐渐增大C错误.
D、由牛顿第二定律a=可知,加速度也减小,D正确;
故选:D.
一皮带传动装置如图所示,皮带的速度v足够大.一根质量不计、劲度系数为k的弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带间的动摩擦因数为μ.当滑块放到皮带上时,弹簧的轴线恰好水平,若滑块放到皮带上的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自由长度,则当弹簧第一次伸长到最大时,滑块与皮带间所产生的热量是多少?(已知弹簧振子周期T=2
)
正确答案
解析
解:滑块的运动是一个简谐运动.其振幅为:A==
弹簧伸长的最大长度也就是滑块运动的位移(对地)为:x=2A=
滑块在这段位移是所经历的时间为:△t==
=π
滑块在皮带上相对位移的大小为:△x=v△t-x=vπ-
所以,在这段时间内产生的热量,即:Q=μmg△l=μmg(vπ-
).
答:滑块与皮带间所产生的热量是μmg(vπ-
).
某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s后,单摆才开始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10km和5.0km,频率为1.0Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离.
正确答案
解析
解:地震纵波传播速度为:vP=fλP,
地震横波传播速度为:vS=fλS
有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0s后,单摆才开始摆动.知横波由震源传播到实验室的时间比纵波的传播时间多4.0s.
设震源离实验室距离为s,有:s=vPt=vS(t+△t)
解得:
答:震源离实验室的距离为40km.
如图所示,一弹簧振子沿光滑水平杆在BC间做简谐运动,O为平衡位置,振幅A=6cm.从振子经过图中B点时开始计时,经时间0.1s第一次到达O点,则振子的振动周期T=______s;取向右方向为正方向,振子振动方程的表达式x=______cm.
正确答案
0.4
-6cos 5πt或6sin(5πt-)
解析
解:从振子经过图中B点时开始计时,经时间0.1s第一次到达O点,则周期为T=0.1×4s=0.4s;
从负向最大位移处开始计时,其位移时间关系公式为:x=-Acosωt=-6cos=-6cos5πtcm
故答案为:0.4;-6cos5πt
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