- 简谐运动的描述
- 共4463题
如图所示是一个弹簧振子的振动图象.从图中可知,振动的振幅是______cm,振动频率是______HZ,10s内振子通过的路程是______cm.
正确答案
2
0.5
40
解析
解:由图象可知,质点振动的周期T=2s,则频率:
f==0.5Hz
由图质点振动的振幅A=2cm,质点运动的时间t=10s=5T;
则质点在10s时间内所通过的路程:
S=5×4A=20×2cm=40cm
故答案为:2,0.5,40.
如图是某弹簧振子在水平面内做简谐运动的位移-时间图象,则振动系统在( )
正确答案
解析
解:A、由图知,tl和t3时刻质点的位置相同和不同的运动方向,所以具有相同的动能,而动量是矢量,方向不同,故A错误;
B、t3和t5时刻的位置相对于平衡位置对称,所以势能是相同的;位移虽然不同,但具有相同的速度,动量也相同,故B正确;
C、t1和t5时刻相差半个周期,处于相对于平衡位置对称的两个位置,由加速度由a=-知加速度大小相同而方向相反,故C错误;
D、由回复力的公式:F=-kx,知t2和t5时刻位移分别是6cm和3cm,则振子所受回复力大小之比为2:1,故D正确.
故选:BD
周期为2s的简谐运动,在半分钟内通过的路程是60cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )
正确答案
解析
解:已知该简谐运动的周期为2s,半分钟为15个周期;
一个周期的路程为4倍的振幅,故半分钟内振子经过平衡位置的次数为30次;
一个周期的路程为4倍的振幅,故15个周期的路程为60A,即:
60A=60cm
解得:A=1cm
故选:B.
做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大,则这段时间内( )
正确答案
解析
解:由题意,做简谐运动的弹簧振子速度越来越大,说明振子在做加速运动,则速度与加速度方向相同;速度越来越大说明振子正向平衡位置运动,而振子的位移从平衡位置指向振子所在的位置,所以振子的位移越来越小,速度方向与位移方向相反,故AC错误,BD正确.
故选:BD.
一个做简谐振动的质点,它的振幅是4cm,频率为2.5Hz,则质点从平衡位置开始经过2.5s时位移的大小和经过的路程分别为______cm,______cm.
正确答案
4
100
解析
解:振子振动的周期为:=0.4s,时间t=2.5s=
由于从平衡位置开始振动,经过2.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:x=A=4cm.
在2.5s内振子通过的路程为:S=6.25×4A=6.25×4×4cm=100cm.
故答案为:4,100
弹簧振子的振幅增大到原来的2倍时,它的周期将( )
正确答案
解析
解:根据弹簧振子的周期公式T=2π,其振动的周期与振幅无关,故弹簧振子的振幅增大到原来的2倍时,它的周期将保持不变.
故选D.
一弹簧振子沿水平方向的x轴做简谐运动,原点O为平衡位置,运动中某一时刻不可能出现的情况是( )
正确答案
解析
解:振子的位移方向由平衡位置指向末位置,回复力的方向指向平衡位置,则加速度的方向指向平衡位置,位移的方向与加速度的方向一定相反.而速度的方向与加速度或位移的方向可能相同,可能相反.
故A、B、D可能出现,C不可能出现.
本题选不可能出现的情况,故选:C.
做简谐振动的质点,每次经过某一相同的位置时,物理量肯定相同的是( )
正确答案
解析
解:A、由于经过同一位置时速度有两种不同的方向,所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时,速度不相同.故A错误.
B、振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置,每次经过同一位置时位移相同.故B正确.
C、动能是标量,根据简谐运动物体机械能守恒得知,简谐振动的质点每次经过同一位置时,速率相同,动能相同.故C正确.
D、加速度总与位移大小成正比,方向相反,每次经过同一位置时位移相同,加速度必定相同.故D正确.
故选BCD
一个做简谐运动的质点,它的振幅为4cm,频率为2.5Hz,若从平衡位置开始计时,则经过2s质点完成了______次全振动,质点运动的位移是______m,通过的路程是______m.
正确答案
5
0
0.8
解析
解:振子振动的周期为:T==
=0.4s,时间t=2s=5T
由于从平衡位置开始振动,经过2s,振子回到平衡位置,其位移大小为0.
在2s内振子通过的路程为:S=5×4A=20×4cm=80cm=08m.
故答案为:5,0,0.8.
一轻弹簧上端固定,下端挂一物块处于静止,今将其向下拉离平衡位置一端距离(在弹性限度内),静止释放物块上下做简谐振动,弹簧的劲度系数和物块质量未知.现在手头只有一把刻度尺,通过测量,就可求出振动周期.(当地重力加速度为g)
(1)写出简单测量步骤:______;
(2)用所测量的物理量写出周期表达式:______.
正确答案
解析
解:(1)简单测量步骤:
1、将物块上端固定,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0;
2、将物块挂在弹簧下端静止时用刻度尺测出弹簧此时的长度L;
3、计算出弹簧的伸长量(L-L0).
(2)由胡克定律得:mg=k(L-L0)
则周期表达式为:T=2π
联立两式得:T=2π
故答案为:
(1)1、将物块上端固定,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0;
2、将物块挂在弹簧下端静止时用刻度尺测出弹簧此时的长度L;
3、计算出弹簧的伸长量(L-L0).
(2)2π.
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