简谐运动的图象与表达式
1. 物体做简谐运动时,根据简谐运动的图象下列判断中正确的是( ) A.在平衡位置加速度最大. B.在平衡位置速度最大. C.在运动路径两端速度最大. D.在运动路径两端加速度最小
2. 一个弹簧振子振动过程中的某段时间内,其加速度数值越来越大,则在这段时间内( ) A.振子的速度越来越大 B.振子正在向平衡位置运动 C.振子的弹性势能越来越大 D.振子的运动方向与位移方向相反
3. 单摆摆球多次通过同一位置时,下述物理量不同的是( ) A.位移 B.速度 C.加速度 D.动量
E.动能 F.摆线张力
4. 一个弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是( ) A.加速度最大时,速度也最大 B.速度最大时,位移最大 C.位移最大时,加速度最大 D.位移最小时,速度最大
5. 考查状语从句的连接词。句意:我将带一些药品以防我们在旅游的过程中有人生病。根据句意选B。
6. 甲、乙、丙三个观察者,同时观察一个物体的运动,甲说:“它在做匀速运动.”乙说:“它是静止的.”丙说:“它在做加速运动.”这三个人的说法 ( ) A.在任何情况下都不对
B.三人中总有一人或两人是讲错的 C.如果选择同一参考系,那么三人的说法就都对了
D.如果各自选择自己的参考系,那么三人的说法就可能都对了
7. 一足球以8m/s的速度飞来,运动员在0.2s时间内将足球以12m/s的速度反向踢出,足球在这段时间内平均加速度的大小为________m/s2,方向________.
8. 关于简谐运动的图象,下列说法中正确的是( ) A.表示质点振动的轨迹,是正弦或余弦曲线
B.由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向 C.表示质点的位移随时间变化的规律
D.由图象可判断任一时刻质点的速度方向
9. 一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8cm,频率为0.5Hz,在t=0时,位移是4cm,且向x轴负方向运动。
(1)试写出用正弦函数表示的振动方程。
(2)10s内通过的路程是多少?
10. 一个做简谐运动的弹簧振子,振幅为A,设振子第一次从平衡位置运动到x=A/2处所经最短时间为t1,第一次从最大正位移处运动到x=A/2处所经最短时间为t2,关于t1与t2,以下说法正确的是( )
A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断
参考答案:
1. 答案: B
解析:
2. 答案: C
解析: 在弹簧振子运动的过程中,回复力、加速度、弹性势能均随位移的增大而增大,速度、动能随位移的增大而减小.
某段时间内加速度数值增大,可见位移增大,物体正在远离平衡位置,速度方向与位移方向相同,速度正在减小,弹性势能增大.
3. 答案: BD
解析:
4. 答案: CD
解析: 由回复力表达式F=-kx可知,做简谐运动的物体位移最大时,所受回复力最大,由F=ma知,物体的加速度最大,由运动特点知,这时物体速度最小,且等于零.当振子回到平衡位置时,物体速度最大,加速度这时等于零.
5. 答案: B
解析: 由图知,在t1时位移为-2.5 cm,t2时位移为2.5 cm,又由公式f=-kx可知t1、t2时刻回复力f1、f2大小相等,方向相反,即加速度的方向相反,故A、C、D错.在t1时刻,振子向平衡位置运动,速度方向向右.在t2时刻,振子偏离平衡位置向右运动,速度向右
6. 答案: D
解析: 被选作参考系的物体是被假定不动的物体,另外物体相对于参考系发生位置的变化,就是运动的,没有相对位置的改变,即静止的.如果被观察物体相对于地面是静止的,甲、乙、丙相对于地面分别做匀速运动、静止、加速运动,再以他们自己为参考系,则三人说的都正确,A、B错误,D正确;在上面的情形中,如果他们都选择地面为参考系,则只有乙正确,C错误.
7. 答案: -100 与初速度方向相反
解析:
8. 答案: BCD
解析: 振动图象表示质点的位移随时间的变化规律,不是运动轨迹,A错C对;由图象可以判断某时刻质点的位移和速度方向,B、D正确。
9. 答案: (1)x=0.08sin(πt+π)m (2)1.6m
解析: (1)简谐运动振动方程的一般表示式为
x=Asin(ωt+φ)。根据题目条件,有:A=0.08m,ω=2πf=π。所以x=0.08sin(πt+φ)m。将t=0,x=0.04m,代入得0.04=0.08sinφ,解得初相位φ=或φ=π,因为t=0时,速度方向沿x轴负方向,即位移在减小,所以取φ=π。故所求的振动方程为x=0.08sin(πt+π)m。
(2)周期T==2s,所以t=5T,因1T内的路程是4A,则通过的路程s=5×4A=20×8cm=1.6m。
10. 答案: B
解析: 根据振子远离平衡位置时速度减小,靠近平衡位置时速度增大可知,振子第一次从平衡位置运动到x=1/2A处的平均速度大于第一次从最大正位移处运动到x=1/2A处的平均速度,而路程相等,说明t1<t2
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