- 简谐运动的描述
- 共4463题
某质点做简谐运动,先后以同样的速度通过相距l的a、b两点(如图所示),用的时间是1s.过b点后再经1s以相反方向的速度(相同的速率)再次通过b点,则该质点作简谐运动的周期T=______.
正确答案
4s
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;
因过B点后再经过t=1s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.
因此,质点振动的周期是T=4×(t1+t2)=4s
故答案为:4s
一个质点做简谐运动,当它每次经过同一位置时,一定相同的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、每次经过同一位置时,速度有正负两个不同的方向,故速度大小虽然相等,但方向不一定相同,故A错误,C正确.
B、每次经过同一位置时,受到的力是相同的,故根据牛顿第二定律,其加速度也是相同的,故B正确;
D、每次经过同一位置时,速度大小相等,故动能相同,故D正确;
故选:BCD.
A、B两个完全一样的弹簧振子,把A振子移到A的平衡位置右边10cm,把B振子移到B的平衡位置右边5cm,然后同时放手,那么( )
正确答案
解析
解:由题,把A振子移到A的平衡位置右边10cm,把B振子移到B的平衡位置右边5cm同时放手,两个振子同时开始做简谐运动,振幅分别为10cm和5cm,由于是完全相同的弹簧振子,它们振动的周期相同,所以A、B运动的方向总是相同的.
故选A
一物体沿x轴做简谐振动,振幅为8cm,频率为0.5HZ,在t=0时,位移是8cm,且向x轴正方向运动,试写出用正弦函数表示的振动方程表达式并求出t=0.5s时的位移.
正确答案
解析
解:简谐运动振动方程的一般表达式x=Asin(ωt+φ)
由题得:A=0.08m,ω=2πf=2π×0.5rad/s=πrad/s
所以 x=0.08sin(πt+φ)m
当t=0时,x=0.08m,则φ=,即x=0.08sin(πt+
)
当t=0.5s时,x=0.08sin(0.5π+)m=0 即质点处于平衡位置(此时相对平衡位置的位移为0)
答:正弦函数表示的振动方程表达式为x=0.08sin(πt+),t=0.5s时的位移为0.
将一个水平方向的弹簧振子从它的平衡位置向旁边拉开5cm,然后无初速释放,假如这振子振动的频率为5Hz,则振子的周期为______,振子在1s内一共通过的路为______.
正确答案
0.2s
1m
解析
解:简谐运动中,振幅是振子与平衡位置的最大距离,故振幅为5cm;
振动的频率是5Hz,所以T=;
一个全振动内通过的路程等于4倍振幅,故1s完成5次全振动,故通过的路程20倍振幅,即x=20×0.05m=1m
故答案为:0.2s;1m.
如图所示,在光滑水平面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,开始振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力大小为F.振子从静止释放后向左运动,经过时间t后第一次到达平衡位置O点处,此时振子的速度为v,在这个过程中振子的平均速度大小( )
正确答案
解析
解:C、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C正确;
A、B、D、振子从A向O的运动是加速度不断减小的运动,作出vt图象,如图所示:
如果是虚线,位移为对应三角形的面积,平均速度为;
对于实线,位移小于虚线对应的面积,故平均速度小于;
故AB错误,D正确;
故选:CD.
一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s,当振子从平衡位置开始向右运动,在0.17s时刻,振子的运动情况是( )
正确答案
解析
解:A、B、以水平向右为坐标的正方向,振动周期是T=0.025s,振子从平衡位置开始向右运动,因为:
n==
=6
T,则t=0.17s时刻在6
T到7T之间,因此振动正从左侧的最大位移处向平衡位置运动,向右做加速运动,故A错误,B正确.
C、振子正在向平衡位置运动,位移减小,由a=-分析可知振子的加速度正在减小,故C错误.
D、由于振子正在做加速运动,动能正在增大,故D错误.
故选:B.
有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动,已知BC间的距离为20cm,振子在2s内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过
周期振子有正向最大加速度.
(1)求振子的振幅和周期;
(2)在图中作出该振子的位移-时间图象;
(3)写出振子的振动表达式.
正确答案
解析
解:(1)振子的振幅为:A=10cm
振子的周期为T=0.2s
(2)振子的位移--时间图象如图所示
(3)
振子的振动方程为y=-Asinωt=-10sin 10πt.
答:(1)振子的振幅为10cm,周期为0.2s;
(2)该振子的位移--时间图象如图所示;
(3)振子的振动方程为y=-10sin 10πt.
一沿水平方向振动的弹簧振子的位移x随时间,变化的表达式为x=8sin4πt,式中位移x和时间t的单位分别是cm和s.弹簧振子的振幅为______cm;在t=0.375s时,描述弹簧振子的物理量中,达到最大值的有______等(写出一个即可).
正确答案
8
振子离开平衡位置的位移
解析
解:位移x随时间变化的表达式为x=8sin4πt,因此得到弹簧振子的振幅为8cm,
当在t=0.375s时,则有位移为-8cm,所以达到最大值的有:振子离开平衡位置的位移、回复力(弹簧弹力)或者振子的加速度,或弹簧的弹性势能;
故答案为:8;弹簧的弹性势能、振子离开平衡位置的位移、回复力(弹簧弹力)或者振子的加速度.
一弹簧振子做简谐运动,周期为T,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、则在t时刻和(t+△t)时刻振子的位置对平衡位置的位移大小相等,方向相同,所以这两时刻振子出现在同一个位置上,而每一个周期内,振子两次出现在同一个位置上.所以当速度方向相同时,则△t可以等于T的整数;当速度方向相反时,则△t不等于T的整数.故A错误;
B、若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度大小相等,方向相反,则△t可能等于的整数倍,也可能大于
的整数倍,也可能小于
的整数倍,故B错误;
C、当△t=,则t和(t+△t)两时刻振子的位置有可能关于平衡位置对称,此时振子的位移大小之和不一定等于振幅,故C错误;
D、若△t=,则在t时刻和(t+△t)时刻振子的位置关于平衡位置对称,所以这两时刻速度的大小一定相等.故D正确;
故选:D
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