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(1)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图甲所示.
质点A振动的周期是________s;t=8 s时,质点A的运动沿y轴的________方向(填“正”或“负”);质点B在波的传播方向上与A相距16 m.已知波的传播速度为2 m/s,在t=9 s时,质点B偏离平衡位置的位移是________ cm.
(2)图乙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r=11 cm的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10 cm.若已知水的折射率n=,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)
【解析】:(1)由图知T=4 s,因位移图线的斜率表示速度,且在t=8 s=2T时质点振动状态与t=0时相同,则由图可知t=0时图线斜率为正,速度沿y轴正向.在t=9 s时由图线知质点A处于正向最大位移处.再由Δt==8 s=2T知B的振动状态与质点A相差两个周期,所以同一时刻两质点相对平衡位置的位移相同,即也为10 cm.
图10
(2)设照片圆形区域的实际半径为R,运动员的实际长为L
由折射定律nsinα=sin90°
几何关系sinα=,=
得h=·r
取L=2.2 m,解得h=2.1 m(1.6~2.6 m都算对)
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一列简谐横波在某一时刻的波形图如图中左图所示,图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5 m和x=4.5 m.P点的振动图象如右图所示.
在下列四幅图中,Q点的振动图象可能是
( )
【解析】:由图甲知该波的波长λ=4 m,而P、Q两质点间间距Δx=3 m=λ,则两质点的振动步调相差T,结合图乙知A、D两项皆错误.因波的传播方向未知,故无法判定Q点的振动状态相比于P点是超前还是滞后,B、C皆正确.
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一列简谐横波在某一时刻的波形图如图中左图所示,图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5 m和x=4.5 m.P点的振动图象如右图所示.
在下列四幅图中,Q点的振动图象可能是
( )
【解析】:由图甲知该波的波长λ=4 m,而P、Q两质点间间距Δx=3 m=λ,则两质点的振动步调相差T,结合图乙知A、D两项皆错误.因波的传播方向未知,故无法判定Q点的振动状态相比于P点是超前还是滞后,B、C皆正确.
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(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示.图甲中某质点的振动图象如图11(乙)所示.质点N的振幅是________m,振动周期为________s,图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为________m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图(A)所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________.
(3)描述简谐运动特征的公式是x=________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动________(填“是”或“不是”)简谐运动.
【解析】:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m,周期T=4 s,振幅A=0.8 m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则质点L正在平衡位置向上振动,波速v=λ/T=0.5 m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图象正确;
(3)简谐运动的特征公式为x=Asinωt,其中A是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.
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(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示.图甲中某质点的振动图象如图11(乙)所示.质点N的振幅是________m,振动周期为________s,图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为________m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图(A)所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________.
(3)描述简谐运动特征的公式是x=________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动________(填“是”或“不是”)简谐运动.
【解析】:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m,周期T=4s,振幅A=0.8 m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则质点L正在平衡位置向上振动,波速v=λ/T=0.5 m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图象正确;
(3)简谐运动的特征公式为x=Asinωt,其中A是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.
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