题目内容
一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置起开始计时,经0.13 s质点第一次通过M点,再经0.1 s第二次通过M点,则质点振动周期的可能值为多大?解析:将物理过程模型化,画出具体的图景如图1所示.设质点从平衡位置O向右运动到M点,那么质点从O到M运动时间为0.13 s,再由M经最右端A返回M经历的时间为0.1 s,如图2所示.
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图1 图2 图3
另有一种可能就是M点在O点左方,如图3所示.质点由O点经最右方A点后向左经过O点到达M点历时0.13 s,再由M向左经最左端A′点返回M历时0.1 s.
根据以上分析,质点振动周期共存在两种可能性.?
如图2所示,可以看出O→M→A历时0.18 s,根据简谐运动的对称性,可得到T1=4×0.18 s=0.72 s.
另一种可能如图3所示,由O→A→M历时t1=0.13 s,由M→A′历时t2=0.05 s.设M→O历时t,则4(t+t2)=t1+2t2+t.解得t=0.01 s,则T2=4(t+t2)=0.24 s.
所以周期的可能值为0.72 s和0.24 s.
答案:0.72 s或0.24 s
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