训练8简谐运动的图象.doc
训练8 简谐运动的图象根底稳固·站起来，拿得到！1.如图表示一简谐横波波源的振动图象.根据图象可确定该波的( )A.波长、波速 B.周期、波速 C.波长、振幅 D.周期、振幅答案：D解析：×10-3 m,周期T=1.00 s,故D正确.2.以下关于振动图象的说法中正确的选项是( )B.振动图象的横坐标表示振动时间,纵坐标表示各个时刻的位移 答案：BC0.2 s这段时间内 答案：ACD解析：0.2 s内,由振动图象可知物体速度增大,位移减小,回复力减小,物体的势能逐渐减少.4.如下图，做简谐运动的质点加速度随时间变化的图线是 答案：AB解析：做简谐运动的质点加速度随时间的变化关系的图线为正弦或余弦曲线.5.如下图是某质点做简谐运动的图象,那么以下说法中正确的选项是( )A.在第1 s内,质点做加速运动 B.在第2 s内,质点做加速运动C.在第3 s内,动能转化为势能 D.在第4 s内,动能转化为势能答案：BC解析：从图象上可知,在第1 s内,质点的位移在增大,即质点从平衡位置向最大位移处运动,所以质点做减速运动,A错误.在第2 s内,位移减小,质点向平衡位置运动,所以质点做加速运动,同时将弹性势能转化为质点的动能,所以B正确.在第3 s内,质点从平衡位置向负的最大位移处运动,所以质点做减速运动,动能转化为势能,C正确.在第4 s内,质点向平衡位置运动,弹性势能转化为质点的动能,所以D错误.6.如图为一质点做简谐运动的振动图象.求质点的振幅、周期和频率,并指出质点何时位移最大,何时速度最大,何时加速度最大.答案：A=×10-2 m,周期T=2 s,频率f=1/T=0.5 Hz速度最大 解析：×10-2 m,振动周期为2 s,从图中还可以看出做简谐运动的物体除具有等时性外,还具有周期性和对称性,即位移最大的时刻分别是0.5 s、1.5 s、2.5 s即(n+0.5) s,式中n为非负整数;同样速度最大的时刻分别是0 s、1 s、2 s×10-2 m,周期T=2 s,频率f=1/T=0.5 Hz.簧振子的振动图象,由图可知,该振子的振幅是_,周期是_,频率是_,振子在0.8 s内通过的路程是_,假设振子从A时刻开始计时,那么到_时刻为止,振子完成了一次全振动,图象上B点的速度方向是_,D点的速度方向是_.答案：4 cm 0.4 s 2.5 Hz 32 cm 0.5 s 沿x轴负方向 沿x轴正方向 解析：据图象可知弹簧振子的振幅是:A=4 cm振动周期T=0.4 s解得频率f= Hz=2.5 Hz依据振动过程可知:弹簧振子运动一个周期,振子运动的路程为4A=16 cm.所以,振子在0.8 s内通过的路程是:s=·4A=×4×4 cm=32 cm.假设振子从A时刻,即t1=0.1 s时刻开始计时,那么t2=t1+T=(0.4+0.1) s=0.5 s为止,振子完成了一次全振动.图象上B点速度方向为沿x的负方向,D点的速度方向为沿x轴的正方向.能力提升·踮起脚，抓得住！ 8.一卡车在水平道路上行驶,货物随车厢上下振动而不脱离底板,设货物的振动为简谐运动,以向上的方向为正,其振动图象如下图,在图象上取a、b、c、d四点,那么哪点代表的时刻货物对车厢底板压力大于货物的重力( )答案：BC解析：如果货物对车厢底板压力大于货物的重力,那么依据牛顿第三定律可知:车厢底板对货物的支持力,在大小上大于货物的重力.对货物受力分析可知,货物受自身重力和车底板对它的支持力.且合力方向向上.即物体处于超重状态,加速度方向向上.在卡车运动过程中,货物在竖直方向上做上、下振动,振动图象如下图,那么加速度向上的点有:b点、c点.9.如下图是甲、乙两物体分别做简谐运动的图象.由图象可知，它们的振幅A甲=_，A乙=_，频率f甲=_，f乙=_.答案：2 cm 1 cm 0.25 Hz 0.125 Hz解析：由图中直读振幅分别为2 cm、1 cm;周期分别为4 s、8 s,所以频率分别是0.25 Hz、0.125 Hz.10.在上题中，8 s内甲、乙两物体通过的路程之比是_8 s时间内甲、乙动能都到达最大的时刻是_.从2 s时刻算起，甲在_ s时刻止完成一次全振动，乙在_ s时刻止完成一次全振动.答案：41 4 s 6 10解析：由图中可知:8 s内,甲物体运动两个周期,走过的路程为8×2 cm=16 cm,乙物体运动1个周期,走过的路程为4×1 cm=4 cm,所以8 s内路程之比为41;动能最大时刻应该出现在平衡位置,甲、乙都到达动能最大即在4 s末;从2 s时刻算起,甲、乙在一个周期内完成一次全振动,所以为6 s和10 s时刻.11.一人观察竖直方向上的弹簧振子，开始观察时，振子正好在平衡位置，且向下振动，经过1 s后，振子第一次回到平衡位置，且通过了10 cm的路程.选竖直向上为正方向，试画出观察到的振子的振动图象.答案：见解析 解析：分析,T=2 s,A=5 cm,故振动图象为:选竖直向上方向为正拓展应用·跳一跳，够得着！12.一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系如下图,在t=4 s时,质点的( )A.速度为正的最大值,加速度为零 B.速度为负的最大值,加速度为零C.速度为零,加速度为正的最大值 D.速度为零,加速度为负的最大值答案：D解析：由题图可知t=4 s时,质点位于正向最大位移处,即x>0,且x=xm=A.由回复力公式F=-kx可知,回复力为负的最大值,所以加速度为负的最大值,此时质点的速度等于零,所以答案为D.13.甲、乙两弹簧振子质量相等,其振动图象如下图,那么它们振动的机械能大小关系是E甲_E乙(填“>“=或“<);振动频率的大小关系是f甲_f乙;在04 s内,甲的加速度为正向最大的时刻是_,乙的速度为正向最大的时刻是_.答案：> < 3 s末 1 s、3 s末两时刻解析：想象甲、乙两弹簧振子沿x轴振动,O为其平衡位置,那么联系图象可知,甲的振幅大于乙的振幅,故有E甲>E乙;甲的周期大于乙的周期,故有f甲<f乙;联系甲弹簧振子在第一周期内沿x轴的振动情形可知,在3 s时刻,甲正在负向最大位移处,弹簧伸长量最大,故此刻有最大的正向加速度.当物体通过平衡位置时速度最大.联系乙弹簧振子沿x轴振动的前两个全振动的情景,由图象知乙在1 s、3 s末两个时刻沿x轴正向通过平衡位置,故这两时刻有正向最大速度.14.如下图为一块涂有碳黑的玻璃板,质量为2 kg,在拉力F的作用下,由静止开始竖直向上做匀变速运动,一个装有水平振针的频率为5 Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线,量得OA=1 cm,OB=4 cm,OC=9 cm,试求外力的大小.(g取10 m/s2)答案：F=24 N解析：根据题意可知振针的周期为T=1/5 s=0.2 s,图中OA、AB、BC三段,均为半个周期的运动情况,所以运动时间为t=T/2=0.1 s,玻璃板的运动为匀变速运动,设其加速度为a,那么由运动学公式可得: a=×10-2 m/s2=2 m/s2,由牛顿第二定律得:F=mg+ma=24 N.
