题目内容
【题目】如图所示为A、B两个弹簧振子简谐运动的位移—时间图象。试完成以下问题:
(1)弹簧振子B在第0.2s末到第0.4 s末这段时间内,振子的加速度的方向如何?
(2)请根据图象写出A、B振子简谐运动的表达式。
(3)振子A在第10s时的位移是多少?前10 s内的路程是多少?(此问要求有分析过程 只写结果不得分)
【答案】(1)沿X轴正方向
(2)x=0.5sin(5πt+π)cm x=0.2sin(2.5πt+)cm
振子A在第10s时的位移是 0 前10 s内的路程是 50cm
【解析】试题分析:根据牛顿第二定律和回复力的方向即可求出加速度;求出角速度,φ为初相位,由图读出,即可写出振动方程;将时间代入振动方程即可求出位移,根据在一个周期内振子所经过的路程等于4个振幅,即可求出总路程。
(1)由图可知弹簧振子B在第0.2s末到第0.4 s末这段时间内,振子的加速度的方向沿x轴正向。
(2)由图象知:A的振幅是0.5 cm,周期是0.4 s;B的振幅是0.2 cm,周期是0.8 s.由图象知:A中振动的质点已振动了,φ=π,由T=0.4 s,得: ,则简谐运动的表达式为: ,B中振动的质点从平衡位置沿正方向已振动了, ,由T=0.8 s得,则简谐运动的表达式为: 。
(3)振子A在第10s时回到平衡位置,所以位移是0,A的周期是0.4s,在一个周期内,振子所经过的路程是4A,所以总路程为: 。
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