题目内容

19.水平放置的弹簧振子做简谐运动的周期为T.t1时刻振子不在平衡位置且速度不为零;t2时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相同;t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相反.若t2-t1=t3-t2,则(  )
A.t1时刻,t2时刻、t3时刻弹性势能都相等
B.t1时刻与t3时刻弹簧的长度相等
C.t3-t1=(2n+$\frac{1}{2}$)T,n=0,1,2
D.t3-t1=(n+$\frac{1}{2}$)T,n=0,1,2…

分析 根据各个时刻振子的状态关系,分析振子的位置关系,结合简谐运动的对称性和周期性分析.

解答 解:A、因为t2时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相同,t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相反,且t2-t1=t3-t2,可知t2时刻与t1时刻的振子在不同位置,由对称性可知,这两个时刻的位置关于平衡位置对称,位移等大、反向,t3时刻与t2时刻振子在同一位置,位移相同,所以这三个时刻弹性势能都相等.故A正确.
B、t3时刻与t1时刻振子的位置关于平衡位置对称,位移等大、反向,弹簧一个时刻处于伸长状态,另一个时刻处于压缩状态,长度不同,故B错误.
CD、根据周期性和对称性可知,t3时刻与t1时刻的时间间隔最短为$\frac{T}{2}$,则t3-t1=(n+$\frac{1}{2}$)T,n=0,1,2…,故C错误,D正确;
故选:AD.

点评 此题中振子每次通过同一位置时,加速度、回复力、位移、动能、势能都相同,同时要利用好简谐运动的周期性和对称性.

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