《简谐运动的图像》简谐运动的图像 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《简谐运动的图像》简谐运动的图像

1单选题

如图所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是(　　)

A

由P→Q，位移在减小

B

由P→Q，速度在增大

C

由M→N，位移先减小后增大

D

由M→N，位移始终减小

题目答案

C

答案解析

分析：

简谐运动的质点位移随时间按正弦规律变化，由图象可得振幅和周期以及振子的运动方向及位移变化情况．

解答：

解：选项1-、由P→Q，位移在增大，故选项1-错误；选项2-、由P→Q，位移在增大，速度在减小，故选项2-错误；选项3-、由M→N，中间越过了平衡位置，位移先减小后增大，故选项3-正确，选项4-错误．故选：选项3-．

点评：

简谐运动具有对称性和周期性，回复力F=-kx，注意分析图象中的隐含信息．

纠错重做

2单选题

如图所示是某物体做简谐运动的位移随时间变化图象，该物体运动的周期是(　　)

A
2s
B
4s
C
6s
D
8s

题目答案

B

答案解析

分析：

物体做简谐运动的周期是完成一次全振动所用的时间，由图直接读出．

解答：

解：根据周期的定义：完成一次全振动所用的时间，由图看出，周期为T=4s．

故选：B．

点评：

由振动图象可直接读出周期和振幅、质点的速度、加速度方向等等，都是基本能力，应加强训练，做到熟练应用．

纠错重做

3多选题

(多选)一个做简谐运动的质点的振动图象如图所示，在t$_1$、t$_2$、t$_3$、t$_4$各时刻质点所受的回复力即时功率为零的是(　　)

A
t$_1$
B
t$_2$
C
t$_3$
D
t$_4$

题目答案

AC

答案解析

分析：

回复力的即时功率为P=Fv，当回复力为零或速度为零时，回复力的即时功率为零．由振动图象读出质点的速度和回复力的大小进行选择．

解答：

解：回复力的即时功率为P=Fv，当回复力为零或速度为零时，回复力的即时功率为零．则

A、t$_1$时刻，质点的速度等于零，回复力的即时功率为零．故A正确．

B、t$_2$时刻，质点的速度与回复力都不等于零，而且方向相同，则回复力即时功率不为零．故B错误．

C、t$_3$时刻，质点的回复力等于零，回复力即时功率为零．故C正确．

D、t$_4$时刻，质点的速度与回复力都不等于零，而且方向相同，均沿x轴负方向，回复力即时功率不为零．故D错误．

故选：AC

点评：

本题首先对功率的公式P=Fv要熟悉，其次能正确分析质点的速度和回复力情况．

纠错重做

4多选题

(多选)如图所示的是某一质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（　　）

A
质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的
B
2s末速度最大，沿x轴的负方向
C
3s末加速度最大，沿x轴负方向
D
质点在4s内的路程是零

题目答案

AB

答案解析

分析：

由图读出周期．根据质点的位置，分析在t=2s和t=3s的速度和加速度．质点在一个周期内通过的路程是4个振幅，根据时间与周期的关系，求出质点在4s内经过的路程

解答：

解：A、t=0时刻质点位于平衡位置，随后在平衡位置的上方，所以质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的．故A正确．

B、2s末质点位移平衡位置处，势能是零，动能最大，速度最大，沿x轴的负方向．故B正确．

C、在3s末，质点位于负的最大位移处，速度为零，加速度正向最大．故C错误．

D、由图可知质点的周期是4s，质点在一个周期内通过的路程是4个振幅．故D错误．

故选：AB

点评：

由振动图象可以读出周期、振幅、位移、速度和加速度及其变化情况，是比较常见的读图题．

纠错重做

5单选题

一弹簧振子在水平面内做简谐运动的振动图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A
0.3 s和0.9s两时刻质点位移相同
B
0～0.3 s振子的加速度为正方向且增大
C
3 s时间内振子通过的路程一定为50 cm
D
0.3～0.6 s和0.9～1.2 s两段时间内的速度方向相同

题目答案

C

答案解析

分析：

振动图象中图象的纵坐标表示质点运动位移，根据位移情况分析0.3 s和0.9s两时刻质点的位置，分析质点的速度和加速度的方向；

根据图象得出周期和振幅，结合质子在一个周期内的路程是4倍的振幅求出路程．

解答：

解：A、由图可知，0.3s时振子位于最大位移处，0.9s时振子位于负的最大位移处，位移不相等．故A错误；

B、0～0.3 s振子的位移为正值，利用加速度a=-$\frac {kx}{m}$可知加速度的为负方向且增大，故B错误；

C、由图可知，该振子的振幅为5cm，振动周期为1.2s，3s内完成的全振动的次数：n=$\frac {3}{1.2}$=2.5个，所以3 s时间内振子通过的路程为2.5×4A=2.5×4×5=50cm．故C正确；

D、由图可知，0.3～0.6 s内质点运动的方向为负方向，0.9～1.2 s时间内的速度方向沿正方向，故D错误．

故选：C．

点评：

该题也可以利用图象斜率判断速度，利用加速度a=-$\frac {kx}{m}$判断加速度的大小和方向是解决本题的关键．

纠错重做

6单选题

在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图线如图所示．假设向右的方向为正方向，则物体加速度向右且速度向右的时间是（　　）

A
0到1s内
B
1s到2s内
C
2s到3s内
D
3s到4s内

题目答案

A

答案解析

分析：

假设向右的方向为正方向，则物体的位移向左，应为负值；根据位移图象的斜率等于速度分析速度的方向．

解答：

解：据题意，假设向右的方向为正方向，则质点在第一个周期内加速度向右即为正方向，根据a=-$\frac {kx}{m}$知加速度与位移方向相反，则位移应为负方向，对应的时间为0-1s与3-4s；

根据位移图象的斜率等于速度，可知速度向右，为正值，应在0～1s内，故A正确．

故选：A．

点评：

物体振动的位移表示物体离开平衡位置的位移，直接能读出物体的位置，根据斜率可直接分析出速度的方向．

纠错重做