- 简谐运动的描述
- 共4463题
关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系,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.
B、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.故B错误.
C、物体运动方向指向平衡位置时,位移方向离开平衡位置,速度方向跟位移方向相反.故C正确.
D、物体向平衡位置运动时回复力的方向与运动方向相同,做加速运动,背离平衡位置时,回复力的方向与运动方向相反,物体做减速运动.故D错误.
故选:C.
质点沿直线以O平衡位置做简谐振动,A、B两点分别为正最大位移处与负最大位移处的点,A、B相距10cm,质点从A到B的时间为0.1s,从质点到O点开始计时,经0.5s,则下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、AB分别为正负向最大位移,则AB间的距离应为2A,故A=5cm;故A正确,B错误;
C、从A到B用时0.1S,则说明质点振动周期为T=0.2s;
从O点开始经0.5s为=2.5T;
故通过的路程为:2.5×4×5cm=50cm;故C正确;
D、经2.5个周期,质点回到了平衡位置,故位移为零;故D错误;
故选:AC.
如图所示,水平弹簧振子在光滑水平杆上以O点为平衡位置在A、B两点之间做简谐运动.A、B相距20cm.某时刻振子处于B点.经过0.5 s,振子首次到达A点.则
(1)振子的振幅为______
(2)振动的周期为______
(3)振子在B点跟在距O点4cm处的P点的加速度大小之比为______.
正确答案
10cm
1s
5:2
解析
解:(1)由题意可知,振子的振幅为 A==10cm.
(2)振动的周期为 T=2tAB=2×0.5s=1s
(3)振子在B点的位移大小xB=10cm,距O点4cm处的P点的位移大小为 xP=4cm,由a=-,得振子在B、P两点的加速度大小之比 aB:aP=xB:xP=10cm:4cm=5:2.
故答案为:(1)10cm;(2)1s;(3)5:2.
(2015春•上海校级期末)质点振动的周期为0.4s,振幅为0.1m,则质点振动的频率为______Hz;从质点通过平衡位置开始计时,经过5s,质点通过的路程等于______m.
正确答案
2.5
5
解析
解:质点振动的周期是0.4s,则频率:f=Hz
5s内经过的周期数:n=个
由于从平衡位置开始振动,振子在一个周期内通过的路程是四个振幅,所以在5s内振子通过的路程为S=12.5×4A=12.5×0.4 m=5m
故答案为:2.5;5
如图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线.已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60m,则这次实验沙摆的摆长大约为(取g=π2)( )
正确答案
解析
解:薄木板水平匀速运动,通过0.60m的时间为:t==
s=3s
设沙摆的周期为T,由图看出,2T=t,
得:T=1.5s.
由T=2π代入数据得:L=0.56m
故选:A
如图所示是用频闪照相的方法拍下的一个弹簧振子的振动情况,甲图是振子静止在平衡位置时的照片,乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处,放手后,在向右运动
周期内的频闪照片.丙图是振子从放手开始在
周期内的频闪照片.已知频闪的频率为9.0Hz,则振动的周期T是______s,振子在1s内所走的路程是______cm.
正确答案
解析
解:(1)根据t0=,相邻两次闪光时间间隔t0=
s
根据题图,周期:
T=×6×2=
s
(2)从平衡位置开始计时,经过1s为T,故s=3A=60cm
故答案为:,60.
如图所示,将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端形成竖直方向的弹簧振子,在A的上方放置mB=mA的物块B,使A、B一起上下振动,若弹簧原长l0=5cm,g=10m/s2,求:
(1)当系统进行小振幅振动时,平衡位置离地面的高度h;
(2)当振幅A=0.5cm,B对A的最大压力.
正确答案
解析
解:(1)当系统的振幅很小时,A、B间不会分离,将A与B整体作为振子,当它们处于平衡位置时,
根据平衡条件得:kx0=(mA+mB)g
得弹簧的压缩量 x0==
m=0.01m=1cm
所以平衡位置距地面高度 h=l0-x0=5cm-1cm=4cm
(2)当A、B运动到最低点时,有向上的最大加速度,此时A、B间相互作用力最大,设振幅为A
最大加速度 am==
=
m/s2=5m/s2
取B物块为研究对象,有N-mBg=mBam
得A、B间相互作用力 N=mB(g+am)=0.1×(10+5)N=1.5N
由牛顿第三定律知,B对A的最大压力大小为N′=N=1.5N
答:(1)当系统进行小振幅振动时,平衡位置离地面的高度h为4cm;(2)当振幅A=0.5cm,B对A的最大压力为1.5N.
如图所示,一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播,t=0时传播到坐标原点,此质点正从平衡位置以速度v0向下振动,已知质点的振幅为A,振动角频率为
,则x轴上横坐标为
处质点的振动方程为( )
正确答案
解析
解:根据λ=vT,得:T=,则波从原点传播到
λ所用的时间t=
,
t=0时,原点处的质点向下振动,则其振动方程为y=-Asinωt,
x轴上横坐标为λ处质点振动比原点滞后t=
,
结合数学知识知其振动方程为:y=-Asinω(t-)
故选:B.
如图所示,在光滑水平桌面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,开始时,弹簧振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F,然后释放振子从静止开始向左运动,经过时间t后第一次到达平衡位置O处,此时振子的速度为v,在这个过程中振子的平均速度是______.
正确答案
解析
解:根据胡克定律,振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F,则OA的位移x=,
由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处,所以这个过程中平均速度=
=
;
故答案为:.
随着电信业的发展,手机是常用的通信工具.当来电话时,它可以用振动来提示人们.振动原理很简单:是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动.当叶片转动后,手机就跟着振动起来,其中叶片的形状你认为是图中的( )
正确答案
解析
解:由图知,只有A图不对称,是不平衡的,电动机带动它高速转动时,才会产生振动.故A正确.
故选:A
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