简谐运动简谐运动的图象
1.公路上匀速行驶的货车受一扰动,车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板.一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为T.取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,即t=0,其振动图象如图所示,则 ( )
A.t=T时,货物对车厢底板的压力最大 B.t=T时,货物对车厢底板的压力最小 C.t=T时,货物对车厢底板的压力最大 D.t=T时,货物对车厢底板的压力最小 答案:C
解析:物体对车厢底板的压力与物体受到的支持力大小相等.当物体的加速度向上时,1
支持力大于重力;当物体的加速度向下时,支持力小于重力.t=T时,货物向下的加速
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度最大,货物对车厢底板的压力最小.t=T时,货物的加速度为零,货物对车厢底板的
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压力等于重力大小.t=T时,货物向上的加速度最大,则货物对车厢底板的压力最大.
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14123434
2.如图所示,物体A和B用轻绳相连,挂在轻弹簧下静止不动,A的质量为m,B的质量为M,弹簧的劲度系数为k.当连接A、B的绳突然断开后,物体A将在竖直方向上做简
谐运动,则A振动的振幅为 ( )
A. B. C.
Mgkmgk(M+m)g(M+m)g D. k2k
答案:A
解析:物体A振动的平衡位置弹簧弹力和A物体重力相等.物体B将A拉至平衡位置MgMg
以下最大位移Δx=处,故A振动的振幅为,A项正确.
kk
3.做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是 ( ) A.位移 B.速度 C.加速度 D.回复力 答案:B
解析:做简谐运动的物体,经过同一位置时,位移、回复力和加速度均是确定不变的,而速度的方向可能不同,故A、C、D三项错误,B项正确.
4.(多选)(2014·山东卷)一列简谐横波沿直线传播.以波源O由平衡位置开始振动为计时零点,质点A的振动图象如图所示,已知O、A的平衡位置相距0.9 m.以下判断正确的是( )
A.波长为1.2 m
B.波源起振方向沿y轴正方向 C.波速大小为0.4 m/s
D.质点A的动能在t=4 s时最大
答案:AB
Δx0.9 m
解析:由图可知波源起振后3 s质点A开始振动,故波速大小v===0.3 m/s,
Δt3 s
C项错误;由图知波的周期即质点A的振动周期T=4 s,故该波的波长λ=vT=1.2 m,A项正确;因介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,故由图知B项正确;由图知t=4 s时质点A处于正向最大位移处,此时质点A的速度为零、动能为零,故D项错误.
5.(多选)一个质点在平衡位置O点附近做机械振动.若从O点开始计时,经过3 s质点第一次经过M点(如图所示);再继续运动,又经过2 s它第二次经过M点;则该质点第三次经过M点还需要的时间是 ( )
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A.8 s B.4 s C.14 s D. s 3
答案:CD
解析:设图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻,质点从OT
点向右运动,O→M运动过程历时3 s,M→b→M运动过程历时2 s,显然,=4 s,T=16 s.质
4点第三次经过M点还需要的时间Δt3=T-2 s=(16-2) s=14 s,故选项C正确.若开始计时时刻,质点从O点向左运动,O→a→O→M运动过程历时3 s,M→b→M运动过程历时2
??s,显然,+=4 s,T=s.质点第三次经过M点还需要的时间Δt3′=T-2 s=?-2?3
?
?
s=s,故选项D正确.综上所述,正确答案是C、D.
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T2T4163
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