- 简谐运动的描述
- 共4463题
(2015春•广安校级月考)弹簧振子在0为平衡位置的B、C两点间做简谐振动.B、C相距4cm,当振子经过B点时开始计时,经过0.5s振子首次到达C点,则振子振幅为______cm,频率为______Hz.振子在5s内通过的路为______ cm.
正确答案
2
1
40
解析
解:振子从B到C所用时间t=0.5s,为周期T的一半,所以T=1s.
设振幅为A,由题意BC=2A=4cm,所以A=2cm.
振子在1个周期内通过的路程为4A,故在t=5s=5T内通过的路程s=•4A=40cm.
故答案为:2;1;40.
如图所示,在光滑水平布的弹簧振子,弹簧形变的最大限度为20cm,图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置,若将振子m向右拉动5cm后由静止释放,经0.5s振子m第一次回到P位置,关于该弹簧振子,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、将振子m向右拉动5cm后由静止释放,经0.5s振子m第一次回到P位置经历T,所以:T=4×0.5s,振动的频率:f=
Hz.故A错误;
B、振动的周期与振幅的大小无关,所以若向右拉动10cm后由静止释放,经过0.5s振子m第一次回到P位置.故B错误;
C、振动的周期与振幅的大小无关,振子m连续两次经过P位置的时间间隔是半个周期,即1s.故C错误;
D、振动的周期与振幅的大小无关,在P位置给振子m任意一个向左向右的初速度,只要位移不超过20cm,总是经=0.5s到达最大位置处,速度就降为0.故D正确.
故选:D
将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂,下端系上质量为m的物块.将物块向下拉离平衡位置后松开,物块上下做简谐运动,其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期.请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T=______.
正确答案
2
解析
解:物块平衡时,有:mg=kx
得:x=
根据单摆的周期公式T=2π得:
T=2π=2π
=2
故答案为:2.
在研究性学习中,学生通过查找资料知道了竖直方向弹簧振子作简谐振动的周期公式T=2π (k为弹簧的劲度系数,m是振子的质量),利用下列器材:铁架台(含固定弹簧的铁夹)、钩码一个、一根轻弹簧、毫米刻度尺、秒表,设计了测量重力加速度g的实验.
(1)补充写出实验的步骤:
A.将轻弹簧悬挂起来测出原长L0
B.挂上钩码静止时测出弹簧的长度L1
C.______
D.代入表达式算出重力加速度的数值
(2)用测量的量表示重力加速度的表达式g=______.
正确答案
将钩码向下拉离平衡位置释放并测出N次全振动的时间t
解析
解:将钩码向下拉离平衡位置释放并测出N次全振动的时间t,求解出周期T=;
弹簧振子的周期公式T=2π;
根据胡克定律可以得到k(L1-L0)=mg;
联立求解得到:g=;
故答案为:将钩码向下拉离平衡位置释放并测出N次全振动的时间t,.
做简谐运动的物体,如果在某两个时刻的位移相同,则物体在这两个时刻时可能不同的物理量是( )
正确答案
解析
解:物体在两个时刻的位移相同,知位置相同,可知回复力相同,根据牛顿第二定律知,加速度相同,速度的大小相等,方向不一定相同,所以动能相同.故A正确,BCD错误.
故选:A.
如图所示,在水平地面上有一段光滑圆弧形槽,弧的半径是R,所对圆心角小于10°,现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A,使其由静止下滑,则
(1)若在MN圆弧上存在两点P、Q,且P、Q关于O对称,且已测得球A由P直达Q所需时间为△t,则球由Q至N的最短时间为多少?
(2)若在圆弧的最低点O的正上方h处由静止释放小球B,让其自由下落,同时A球从圆弧右侧由静止释放,欲使A、B两球在圆弧最低点O处相遇,则B球下落的高度h是多少?
正确答案
解析
解:(1)A做简谐运动
T=2
则球由Q至N的最短时间
tmin=-
=
-
(2)B做自由落体下落的高度h
h=
若两球能够相遇则有
t=
得:h= (n=1,2,3,4…)
答:
(1)球由Q至N的最短时间为-
.
(2)B球下落的高度h= (n=1,2,3,4…)
如图甲所示为一弹簧振子的振动图象,规定向右的方向为正方向,试根据图象分析以下问题:
(1)如图乙所示的振子振动的起始位置是______,从初始位置开始,振子向______(填“右”或“左”)运动.
(2)在乙图中,找出图象中的O、A、B、C、D各对应振动过程中的位置,即O对应______,A对应______,B对应______,C对应______,D对应______.
(3)在t=2s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向______.
(4)质点在前4s内的位移等于______.
正确答案
E
右
E
G
E
F
E
相反
0
解析
解:(1)由图知 t=0时刻,x=0,说明振子振动的起始位置是E;t=0时刻位移图象的斜率为正,则振子速度沿正向,即向右.
(2)根据位移和起始速度方向可知,图象中的O、A、B、C、D各对应振动过程中的位置,即O对应E,A对应G,B对应E,C对应F,D对应E.
(3)在t=2s时,图象的斜率为负,说明振子的速度沿负向,即向左,与t=0速度的方向相反.
(4)质点在前4s内回到了出发点,其位移等于0.
故答案为:
(1)E;右.
(2)E,G,E,F,E.
(3)相反.
(4)0.
关于振幅的概念,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移,它是标量,故A错误;
B、完成一次全振动的时间叫做周期,由系统内部因素决定,与振幅无关,故B错误;
C、振幅是表征振动强弱的物理量,振幅越大,最大越强,故C正确;
D、振幅表示振动强弱的物理量,振幅越大,振动越强,故D错误;
故选:C.
如图所示,弹簧振子以O为平衡位置,在a和b之间做简谐运动,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在a点时加速度最大,但速度为零,故A错误
B、在b点时位移最大,回复力最大,故B正确
C、在O点时速度最大,位移为零,故C错误
D、在b点时回复力最大,速度为零,故D错误
故选:B
作简谐振动的物体向平衡位置运动时,速度越来越大的原因是( )
正确答案
解析
解:A、做简谐运动的物体在向平衡位置运动的过程中,合外力(回复力)对物体做正功,由动能定理知,其动能增加,速度增大,故A正确.
B、惯性是物体保持原来运动状态的性质,不是一种作用力,不能使物体加速,故B错误.
C、物体在向平衡位置运动过程中,加速度与速度v都指向平衡位置,v、a同向,v增大a减小,故C错误.
D、动能增加,势能减少,说明物体的势能转化为动能.故D正确.
故选:AD.
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