第1节 机械振动
【基础梳理】
提示:x=Asin(ωt+φ) 平衡位置 运动 平衡位置
2π 固有频率 固有频率
【自我诊断】
判一判
(1)振幅就是简谐运动物体的位移.( )
(2)简谐运动的回复力可以是恒力.( )
(3)简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置.( )
(4)做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、速度、加速度、位移都是相同的.( )
(5)做简谐运动的质点,速度增大时,其加速度一定减小.( )
(6)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹.( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
做一做
某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=10·sin cm,则下列关于质点运动的说法中正确的是( )
A.质点做简谐运动的振幅为10 cm
B.质点做简谐运动的周期为4 s
C.在t=4 s时质点的速度最大
D.在t=4 s时质点的位移最大
E.t=2 s时,位移最大,速度为0
提示:ACE
简谐运动的描述
【题组过关】
1.做简谐运动的振子每次通过同一位置时,一定相同的物理量是( )
A.速度 B.加速度
C.位移 D.动能
解析:选BCD.振子通过同一位置时,位移、加速度的大小和方向、动能都相同.速度的大小相同,但方向不一定相同,故选BCD.
2.(2020·宁波质检)如图所示,一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同.那么,下列说法正确的是( )
A.振子在M、N两点所受弹簧弹力相同
B.振子在M、N两点对平衡位置的位移相同
C.振子在M、N两点加速度大小相等
D.从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动
解析:选C.由题意和简谐运动的对称性特点知:M、N两点关于平衡位置O对称.因位移、速度、加速度和力都是矢量,它们要相同,必须大小相等、方向相同.M、N两点关于O点对称,振子所受弹力应大小相等,方向相反,振子位移也是大小相等,方向相反,由此可知,A、B选项错误.振子在M、N两点的加速度虽然方向相反,但大小相等,故C选项正确.振子由M到O速度越来越大,但加速度越来越小,振子做加速运动,但不是匀加速运动.振子由O到N速度越来越小,但加速度越来越大,振子做减速运动,但不是匀减速运动,故D选项错误.
3.(多选)(2020·1月浙江选考)如图所示,波源O垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播,图中虚线表示两个波面.t=0时,离O点5 m的A点开始振动;t=1 s时,离O点10 m的B点也开始振动,此时A点第五次回到平衡位置,则( )
A.波的周期为0.4 s
B.波的波长为2 m
C.波速为5 m/s
D.t=1 s时AB连线上有4个点处于最大位移
答案:AB