- 简谐运动的描述
- 共4463题
一个弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩x后开始振动,第二次用力把弹簧拉伸2x后开始振动,则两次振动的周期之比和加速度的最大值之比分别为:(弹簧始终在弹性限度内)( )
正确答案
解析
解:弹簧振子的周期由振动系统本身的特性决定,与振幅无关.所以两次振动的周期之比为1:1.
由简谐运动的特征:a=-得:最大加速度的大小之比am1:am2=x:2x=1:2
故选:B
如图所示,光滑圆弧轨道的半径为R,圆弧底部中点为O,两个相同的小球(小球半径不计)分别从O点正上方A处的A点和离O点很近的轨道上的B点同时释放,欲使两球在B球第一次经过O点时正好与A球相碰,求h应为多高?
正确答案
解析
解:对B球,可视为单摆,沿用单摆周期公式可求B球到达O点的时间:
tc=(2n+1)(n=0,1,2,3,…)
对于A球,做自由落体运动,则tA=
两球相碰,有tB=tA
解得:h=π2(2n+1)2R2 (n=1,2、3、…)
答:h应为:h=π2(2n+1)2R2 (n=1,2、3、…)
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( )
正确答案
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.
做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,一定相同的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、振动质点的位移是指离开位置的位移,做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,位移一定相同,故A正确;
B、简谐运动的机械能是守恒的,所以物体每次通过同一位置时,机械能一定相同,故B正确;
C、根据简谐运动的特征:a=-,物体每次通过同一位置时,位移一定相同,加速度也一定相同,故C正确;
D、做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,速度可能有两种方向,而速度是矢量,所以速度不一定相同,故D错误;
故选:ABC.
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( )
正确答案
解析
解:因为时间:t=0.5s=T=1
T,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.
弹簧振子振动的最大位移是1cm,则完成一次全振动振子通过的路程是______cm.
正确答案
4
解析
解:在一次全振动中,质点回到了原来的位置,故位移一定为零;完成1次全振动,振子通过的路程是:
S=4A=4×1cm=4cm
故答案为:4.
在水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从某时刻起,在半个周期内,由于位移大小具有对称性,所以弹力做功之和为零.故A正确B错误;
D、从某时刻起,在半个周期时间内,小球路程一定是二倍振幅大小,C正确D错误;
故选:AC.
甲、乙两个做简谐运动的弹簧振子,在甲振动20次时间里,乙振动了40次,则甲、乙振动周期之比为______;若甲的振幅加倍而乙的不变,则甲、乙振动频率之比为______.
正确答案
2:1
1:2
解析
解:根据频率是单位时间内完成全振动的次数,可知甲乙的频率之比为:f甲:f乙=20:40=1:2;
由T=可得:振动周期之比为 T甲:T乙=f乙:f甲=2:1
弹簧振子的周期与频率与弹簧振子的振幅无关,所以甲的振幅加倍而乙的不变,它们的频率之比仍然是1:2
故答案为:2:1 1:2
关于振动的位移和振幅两个物理量,有如下说法,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、位移是矢量,有大小有方向.振幅是标量,只有大小,没有方向.故A错误,B正确.
C、位移是矢量,有正负,振幅是标量,总是正值.故C错误,D正确.
故选:BD.
如图所示,单摆摆长为 L,做简谐运动,C点在悬点O的正下方,D 点与C 相距为S,C、D之间是光滑水平面,当摆球A 到左侧最大位移处时,小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动,A、B二球在C 点迎面相遇,求小球B的速度大小.
正确答案
解析
解:小球A摆动到C点的时间为:t=nT+=(n+
)
(n=0,1,2…);
根据位移时间关系公式,有:S=vt,
得:v==
,(n=0,1,2…);
答:小球B的速度大小为,其中n=0,1,2….
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