题目内容
【题目】简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象.取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图乙所示.
(1)为什么必须匀速拖动纸带?
(2)刚开始计时时,振子处在什么位置?t=17s时振子相对平衡位置的位移是多少?
(3)若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1、3两点间的距离是多少?
(4)振子在________s末负方向速度最大;在________s末正方向加速度最大;2.5 s时振子正在向________方向运动.
(5)写出振子的振动方程.
【答案】 (1)匀速条件下,可以用纸带通过的位移表示时间; (2)开始时振子在平衡位置左侧最大位移处;位移为零;(3)x==4 cm (4)3s末负方向速度最大; t=0或t=4s时正方向加速度最大; t=2.5 s时,向-x方向运动 (5)
【解析】(1)纸带匀速运动时,由x=vt知,位移与时间成正比,因此在匀速条件下,可以用纸带通过的位移表示时间;
(2)由图乙可知t=0时,振子在平衡位置左侧最大位移处;周期T=4s,t=17s= T时位移为零;
(3)由x=vt,所以1 、3 间距x=2 cm/s×2s=4 cm.
(4)3s末负方向速度最大,加速度方向总是指向平衡位置,所以t=0或t=4s时正方向加速度最大t=2.5 s时,向-x方向运动;
(5)
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