简谐运动的运动规律:x=Asin
①做简谐运动的物体,在关于平衡位置对称的两点,回复力、位移、加速度具有等大反向的关系,另外速度的大小、
(2024春?庐江县期中)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为6.0s。当船位于最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时,游客能舒服地登船。
【解答】解:
综上分析,故A正确,BCD错误。
故选:A。
(2024?二模拟)如图所示,一个质量为m的物块,左端与轻弹簧栓接,轻弹簧的另一端固定在墙上的O点,物块和地面间的动摩擦因数为μ。现用手按住物块静止于A点,让弹簧处于压缩状态。释放物块后,其向右运动,在M点达到最大速度v1。随后到达最右端B点,再向左运动,在M′点再次达到最大速度v2。在C点时,速度降至零并保持静止状态。
【解答】解:A、
C、
D、
B、两个阶段均受恒定滑动摩擦力作用,类比竖直方向的弹簧振子,将摩擦力视为重力。向右和向左的运动可分别视为简谐振动,其周期不变,因此t1=t2,故B正确。
故选:B。
【解答】解:在t=0时刻,振子的位移x=-0.05m;在t=0.5s时,振子的位移x=0.05m,且沿x轴负方向运动。已知振幅A=0.1m,结合位移-时间关系图象,有t(其中n=0,1,2,3,4...)。
解得:
当n=0时,T=1s;当n=1时,T;当n=2时,t,故A正确,BCD错误。
故选:A。
图象
横轴
表示振动时间
纵轴
表示某时刻质点的位移
物理意义
表示振动质点的位移随时间的变化规律
(1)由图象可以看出振幅、
(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、
①回复力和加速度的方向:
②速度的方向:
【解答】解:A、由图读出周期T=4s,则频率
BC、
D、从图中读取振幅A为2cm,在0至3秒内通过的路程s等于3倍振幅,即3×4cm=12.0cm,因此选项D正确。
故选:D。
(2024?成都开学)如图甲,水平弹簧振子的平衡位置为O点,振子在B、C两点之间做简谐运动,规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的x﹣t图像。
【解答】解:A、
B、
C、根据图乙,振子的振幅为A=0.1m,周期T=1s,因此圆频率可计算得出。规定水平向右为正方向,初相位未指定。
则振子的振动方程为:
D、在t=0时刻,振子位于B点。当t=1.5s时,振子位于C点,此时位移大小为2倍的振幅,等于0.2m,因此选项D正确。
故选:D。
(2024?枣强县校级开学)两个弹簧振子甲、
A.甲、乙两弹簧振子的频率之比为1:
D.t=4s时甲、
【解答】解:A、
代入数据解得
由关系式
联立解得
B、
C、
D、t=4s时,甲、甲、乙均处于平衡位置,甲此时位移为正,表明向正方向运动,速度方向亦为正;乙的位移为负,说明其向负方向运动,速度方向为负。因此,甲、乙两弹簧振子得速度方向相反,故D错误。
故选:C。
1.受力特征:
(1)回复力:摆球重力沿切线方向上的分力,F=mgsin
(2)向心力:细线的拉力和重力沿细线方向的分力的合力充当向心力,F向=FT-mgcos
特别提醒①当摆球在最高点时,F向==0,FT=mgcos
2.周期公式:T=2π,f=
(1)概念:
(2)特点:
(1)现象:
(2)条件:
(3)特征:
(4)共振曲线:
3.自由振动、
振动
项目
自由振动
受迫振动
共振
受力情况
仅受回复力
受驱动力作用
受驱动力作用
振动周期或频率
由系统本身性质决定,即固有周期T0或固有频率f0
由驱动力的周期或频率决定,即T=T驱或f=f驱
T驱=T0或f驱=f0
振动能量
振动物体的机械能不变
由产生驱动力的物体提供
振动物体获得的能量最大
常见例子
弹簧振子或单摆(θ≤5°)
机械工作时底座发生的振动
共振筛、声音的共鸣等
(2024春?永川区校级期中)如图所示,甲、甲、乙两小球均可视为质点。甲球在竖直平面内摆动的周期为T,悬线长度为L;乙球在水平面内做匀速圆周运动,悬点标记为O1。轨迹圆圆心为O2。
【解答】解:AB、
CD、乙球在水平面内进行圆锥摆运动,重力与悬线拉力的合力沿水平方向指向圆心提供向心力,因此选项C错误,D正确。
故选:D。
(2024?顺义区二模)如图甲所示,O点为单摆的固定悬点,将力传感器固定在O点。现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动过程中的最低位置。图乙表示摆球从运动至A点开始计时细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像,重力加速度g取10m/s2。
【解答】解:
故C正确,D错误。
故选:C。
(多选)(2024?潍坊二模)如图所示,倾角为α的斜面固定在水平面上,一根不