- 简谐运动的描述
- 共4463题
一个弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩x后开始振动,第二次把弹簧压缩2x后开始振动,则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为( )
正确答案
解析
解:弹簧振子的周期由振动系统本身的特性决定,与振幅无关.所以两次振动的周期之比为1:1.
由简谐运动的特征:a=-得:最大加速度的大小之比am1:am2=x:2x=1:2
故选C
如图1是一个弹簧振子的示意图,O是它的平衡位置,振子在B、C之间做简谐运动,规定以向右为正方向.图2是它的速度v移随时间t变化的图象.下面的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据v-t图知,振子速度为零时,处于最大位置处;速度最大时,处于平衡位置.
A、t=2 s时刻,速度为负向最大,应处于平衡位置上,并不在位置O左侧,故A错误;
B、t=3 s时刻,速度为负且减少,即向左运动,故B错误;
C、t=4s时刻,速度为零,速度方向即将为正,所以振子应在左侧最大位置处,即它的加速度方向向右且为最大值,故C正确;
D、由图不确定振幅,就不能求解振子在一个周期内通过的路程,故D错误.
故选:C.
有两个简谐运动的振动方程,则下列说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:
A、由题,第一简谐运动的振幅为A1=6,第二简谐运动的振幅也为A1=6,所以它们的振幅相同.故A正确.
B、第一简谐运动的角速度为ω1=100πrad/s,其周期为T1==0.02s,第二简谐运动的角速度为ω2=100πrad/s,其周期为T2=
=0.02s,周期相同.故B正确.
C、第一简谐运动的相位为φ1=100π,第二简谐运动的相位为φ2=100π+
,相差为△φ=φ2-φ1=
,恒定不变.故C正确.
D、由上看出,两个简谐运动存在相位差,步调不一致.故D错误.
本题选错误的,故选D
如图所示,均匀介质中,两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0,x2=12m处,质点P位于x轴上xp=4m处.t=0时刻两波源同时开始有平衡位置向y轴正方向振动,振动周期均为T=0.1s,传播速度均为v=40m/s,波源S1、S2的振幅分别为A1=2cm,A2=1cm.则在t=0至t=0.3s内质点P通过的路程为( )
正确答案
解析
解:两列波的波长为λ=vT=40×0.1m=4m,即振动在一个周期内传播的距离为4m.则:
在0-0.1s时间内,两列波都没有到达质点P,质点P处于静止状态,0.1s-0.2s时间内,质点P只参与S1引起的振动,振幅为A=A1=2cm;在△t=0.1s=T时间内,路程为l1=4A1=8cm;在0.2s-0.3s时间内,质点P参与两列波引起的振动,其振幅为A′=A1+A2=3cm,在△t′=0.1s=T时间内,路程l2=4A′=12cm.故质点P在t=0至t=0.3s内质点P通过的路程为 L=l1+l2=20cm,故A正确.
故选:A.
一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动,其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等,但方向相反,那么这两个时刻弹簧振子的( )
正确答案
解析
解:A、两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等,但方向相反,则两个时刻弹簧振子关于平衡位置对称,所以速度可以相同,也可以相反.故A错误;
B、两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等,但方向相反,则两个时刻弹簧振子关于平衡位置对称,所以回复力大小一定相等,方向相反,因此加速度一定大小相等,方向相反,故B正确;
C、由简谐运动F=-kx可得,回复力与位移方向相反,大小成正比.所以位移一定大小相等,方向相反,故C正确;
D、由于B、C选项正确,故D错误;
故选:BC
如图所示,小球P连接着轻质弹簧,放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为它的平衡位置,把P拉到A点,使OA=1cm,轻轻释放,经0.4s小球运动到O点.如果把P拉到A′点,使OA′=2cm,则释放后小球这一次运动到O点所需的时间为( )
正确答案
解析
解:将弹簧振子的振幅从1cm增大到2cm.由于弹簧振子的周期与振幅无关,所以周期不变,释放后小球第一次运动到O点所需的时间为四分之一周期,还是0.4s.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体完成一次全振动,回到原来的位置,通过的位移为零,故A错误.
B、物体在个周期内,通过的路程不一定是1个振幅,与物体的起点位置有关,只有当物体从平衡位置或最大位移处出发时,在
个周期内,通过的路程才是1个振幅,故B错误.
C、根据对称性可知,物体在一个周期内,通过的路程是4个振幅,故C正确.
D、物体在个周期内,通过的路程不一定是3个振幅,还与物体的起点位置有关,只有当物体从平衡位置或最大位移处出发时,在
个周期内,通过的路程才是3个振幅,故D错误.
故选:C.
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=4s时刻x=0.1m.该振子的振幅和周期可能为( )
正确答案
解析
解:A、B、t=0时刻振子的位移x=-0.1m,t=4s时刻x=0.1m,如果振幅为0.1m,则:(n+)T=t
解得:T==
当n=0时,T=8s;
当n=1时,T=;
故A正确,B正确;
C、D、t=0时刻振子的位移x=-0.1m,t=4s时刻x=0.1m,如果振幅为0.2m,结合位移时间关系图象,有:
t=+nT ①
或者t=T+nT ②
或者t=+nT ③
对于①式,当n=0时,T=8s;
对于①式,当n=1时,T=s;
故C正确,D正确;
故选:ABCD.
如图所示,一弹簧振子在B、C两点间做机械振动,B、C间距为12cm,O是平衡位置,振子每次从C运动到B的时间均为0.5s,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、该弹簧振子的振幅为6cm,周期为1s故该弹簧振子的频率为1Hz.故A错误,B正确;
C、振子从O点出发到再次回到O点的过程是半个周期,即半个全振动,故C错误;
D、振子B点向平衡位置运动的过程中是靠近平衡位置,速度增加,根据a=-,加速度减小,故D错误;
故选:B.
如图所示,S为静止的点光源,M为与水平成θ角的平面镜.若平面镜沿水平方向作振幅为A的简谐振动,则点光源S在平面镜中所成的虚像S′的运动情况是( )
正确答案
解析
解:平面镜成像时,物与像关于平面镜对称,则知虚像S′在SS′连线上振动.
将平面镜的运动分解为平行镜面和垂直镜面的两个分运动;
平行镜面的分运动对像没有影响,垂直平行镜面的分运动的速度为vsinθ;由于物距等于像距,故像的速度总是平面镜垂直镜面的分运动的速度的2倍,为2vsinθ,故像的振幅是为:2Asinθ;
故选:B
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