- 简谐运动的描述
- 共4463题
一振子作简谐振动的振幅是4.0cm,频率为1.5Hz,他从平衡位置开始运动,1.5内位移的大小和路程分别为( )
正确答案
解析
解:振子振动的周期为T==
s;
时间t=1.5s==
T,由于从平衡位置开始振动,所以在1.5s内振子通过的路程为:
S=4A=9A=9×4cm=36cm
经过1.5s,振子到达最大位移处,其位移大小为:
x=A=4cm.
故选:C.
(2015春•遂宁校级月考)如图所示,一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过M、N两点,历时1s,质点通过N点后再经过1s再次通过N点,在这2s内质点通过的总路程为24cm.则质点的振动周期和振幅分别为( )
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=s,
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A=cm=12cm;
故选:B
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0.3s后第一次到达M点,再经过0.2s后第二次达达M点,则它第三次到达M点还需要经过的时间为( )
①1.1s ②1.4s ③1.6s ④s.
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.
质点从O到a再b的时间为T=0.3s+
0.2s,得到振动的周期为T=
=
s,振子第三次通过M点需要经过的时间为t=T-0.2s=
-0.2=
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=1.6s,振子第三次通过M点需要经过的时间为t=T-0.2s=1.4s.
故选:D.
如图a为演示简谐运动图象的装置,当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速拉动时,摆动着漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示摆的位移随时间变化的关系,板上的OO‘代表时间轴,图b是两个摆各自在木板上形成的曲线,若拉板N1和N2的 速度关系为v1=2v2,则板上曲线所代表的振动周期T1和T2关系( )
正确答案
解析
解:设板长为L,则:
T1=;
T2=;
根据题意,有:
v1=2v2
故T1=T2
故选D.
一个弹簧振子的振幅为5cm,周期为1s,在2.5s时间内,小球通过的路程为______cm;若将弹簧振子的振幅增大为原来的2倍,则该弹簧振子的周期T=______s.
正确答案
50
1
解析
解:每个周期,振子的路程等于4倍的振幅,周期为1s,在2.5s时间是2.5个周期,所以弹簧振子的路程是10A,则:s=10×A=50cm;
弹簧振子的周期与振幅无关,若将弹簧振子的振幅增大为原来的2倍,则该弹簧振子的周期仍然是1s.
故答案为:50,1
做简谐振动的物体,通过平衡位置时,以下哪些物理量有最大值( )
正确答案
解析
解:A、简谐运动的平衡位置时位移为零,故加速度a=-=0,最小,故A错误;
B、简谐运动的平衡位置时位移为零,最小,故B错误;
C、简谐运动的平衡位置时速度最大,故动能也最大,故C正确;
D、简谐运动的平衡位置时动能最大,势能最小,回复力F=-kx=0,也是最小,故D错误;
故选:C.
关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、位移减小时,质点靠近平衡位置,加速度减小,速度增大.故A错误.
BD、位移方向总跟加速度方向相反,质点经过同一位置,位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置,而速度方向两种,可能与位移方向相同,也可能与位移方向相反;加速度的方向有可能与速度方向相同或相反.故BD错误.
C、物体运动方向指向平衡位置时,位移方向由平衡位置指向物体,所以速度方向跟位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向跟位移方向相同.故C正确.
故选:C.
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.
如图所示,质量为m=0.5kg的物体放在质量为M=4.5kg的平台上,随平台上、下做简谐运动.设在简谐运动过程中,二者始终保持相对静止.已知弹簧的劲度系数为k=400N/m,振幅为A=0.1m.试求:二者一起运动到最低点时,物体对平台的压力大小 (取g=10m/s)
正确答案
解析
解:(1)振幅为A=0.1m,当到最低点时,对整体,有:kA=(M+m)a;
对m,有:N-mg=ma;
联立解得:N=mg+=
=9N
根据牛顿第三定律,物体对平台的压力也为9N;
答:二者一起运动到最低点时,物体对平台的压力大小为9N.
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=-0.1m;t=时刻x=0.1m;t=4s时刻x=0.1m.该振子的振幅和周期可能为
①0.1m, ②0.1m,8s ③0.2m,
④0.2m,8s
其中全部正确的一组是( )
正确答案
解析
解:t=s时刻x=0.1m;t=4s时刻x=0.1m.经过
s又回到原位置.
因为经过周期的整数倍,振子回到原位置,则知s是周期的整数倍,经过
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0.1m.
可能振幅大于0.1m,则周期T=2×+(4-
)s×2=8s.
当周期为s时,经过
运动到与平衡位置对称的位置,振幅可以大于0.1m.
故全部正确的为①③④;
故选:A.
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