题目内容

15.如图所示,一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过M、N两点,历时1s,质点通过N点后再经过1s再次通过N点,在这2s内质点通过的总路程为24cm.则质点的振动周期和振幅分别为(  )
A.$\frac{4}{3}$ s,4 cmB.4 s,12 cmC.4 s,9 cmD.$\frac{4}{3}$ s,6 cm

分析 简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过A、B两点,则可判定这两点关于平衡位置对称,则平衡位置到B点的时间为1s的一半;由当再次经过B点的时间,即可求出从B点到最大位置的时间为1s的一半,因此质点的振动同期为平衡位置到最大位置时间的4倍.由题意可知,质点总路程的一半,即为振幅.

解答 解:简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过A、B两点,则可判定这两点关于平衡位置O点对称,所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等.
那么平衡位置O到B点的时间t1=$\frac{1}{2}$s,
因过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则有从B点到最大位置的时间t2=$\frac{1}{2}$,
因此,质点振动的周期是T=4×(t1+t2)=4s
质点总路程的一半,即为振幅.所以振幅A=$\frac{24}{2}$cm=12cm;
故选:B

点评 简谐运动的质点,以同样的速度经过某两点时,它们的位置关于平衡位置对称;当经过同一位置时,它们的速度大小相同,方向相反.

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