组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 机械振动与机械波 > 机械振动 > 简谐运动 > 简谐运动的定义和描述 > 简谐运动的振幅、周期、频率
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:641 题号:19874792
弹簧振子的运动是简谐运动的典型代表。如图所示,一竖直光滑的管内有一劲度系数为的轻弹簧,弹簧下端固定于地面,上端与一质量为的小球A相连,小球A静止时所在位置为。另一质量也为的小球B从距A球为点由静止开始下落,与A球发生碰撞(时间极短)后黏连在一起,开始向下做简谐运动。小球AB第一次到达最低点(图中未标出)所用的时间为。两球均可视为质点,在运动过程中,弹簧的形变在弹性限度内,当其形变量为时,弹性势能为。已知,重力加速度为。求:
(1)B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度;
(2)小球AB一起做简谐运动的振幅。
   

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【推荐1】某同学甲设想沿地球直径建设一条隧道,封闭后抽成真空,就可以用运输仓在几乎不消耗能量的情况下把物体从地球的一侧运到另一侧。若地球可看作质量分布均匀的球体,表面重力加速度为g,半径为R,隧道大小远小于地球半径,如图甲所示。运输仓从地球表面隧道口A处由静止释放,C为隧道中的一点,且C到地心O的距离为。已知:质量为m的物体做简谐运动的回复力为,其周期为;均匀球壳对其内部物体引力为0.求:
(1)运输仓经过C点时的加速度大小a
(2)运输仓经过C点时的速率及从A第一次到达C所需的时间
(3)考虑到未来地球表面环境可能会恶化,为了解决人类生存问题,同学乙设想以AC为直径挖出一个球形空腔(如图乙所示),建立一个超级地下城。将一物体从A由静止释放,求物体运动到C的速率及所需的时间各为多少?

2024-05-29更新 | 339次组卷
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【推荐2】如图所示,质量为M、倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的电梯轿厢中,底部与电梯地面的动摩擦因数为,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。已知重力加速度为g,物块在运动的过程中,弹簧始终在弹性限度内,斜面体始终与电梯轿厢保持相对静止状态。
(1)若电梯静止,求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量;
(2)若电梯匀速上升,压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放,求弹簧的最大伸长量;
(3)若初始时电梯静止,物体处于平衡位置。此后电梯以的加速度匀加速上升足够长时间,求:
①当电梯刚开始匀加速上升瞬间,斜面对物块的支持力大小;
②假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为使斜面体始终处于静止状态,动摩擦因数应满足的条件。

   

2023-10-22更新 | 699次组卷
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【推荐3】弹簧振子
弹簧振子是一种典型的振动,它的这种振动可以称为简谐运动。简谐运动是最简单、最基本的振动。一切复杂的周期运性振动都可以看作不同的简谐运动的合成。请根据简谐运动的相关规律回答以下问题:
1.根据图中各图像可以判断出物体可能做简谐运动的是(  )
①弹簧振子的振动图象②地震曲线③用传感器和计算机描绘的滑块的图象④心电图

A.①②B.③④C.①③D.②④
2.一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的(  )
A.速度一定大小相等,方向相反
B.加速度一定大小相等,方向相反
C.位移一定大小相等,但方向不一定相反
D.以上三项都不一定大小相等方向相反
3.如图所示是某弹簧振子做简谐运动的图像,该振子内通过的路程为__________ ,该振子的振动方程(质点偏离平衡位置的位移与时间的关系)为_________________________

4.如图甲所示,轻弹簧上端固定,下端系一质量为的小球,小球静止时弹簧伸长量为。现使小球在竖直方向上做简谐运动,从小球在最低点释放时开始计时,小球相对平衡位置的位移随时间变化的规律如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是(  )
A.弹簧的劲度系数为
B.此题选取竖直向上为正方向
C.小球运动到最高点时弹簧弹力为0
D.时小球相对平衡位置的位移
5.如图所示,一质点做简谐运动,点为平衡位置,质点先后以相同的速度依次通过两点,历时,质点通过点后再经过又第2次通过点,在这内质点通过的总路程为,则质点的振幅为__________,质点从第2次通过点到第3次通过点需时间__________
2023-11-17更新 | 350次组卷
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