题目内容
图(a)为一列简谐横波在t=0.10s时的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图(b)为质点Q的振动图形。下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
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A.在t=0.10s时,质点Q向y轴正方向运动
B.在t=0.25s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相问
C.从t=0. 10s到t =0. 25s,该波沿x轴负方向传播了6m
D.从t=0. 10s到t =0. 25s,质点P通过的路程为30cm
E.质点Q简谐运动的表达式为
(国际单位侧)
BCE
【解析】由Q点的振动图线可知,t=0.10s时质点Q向y轴负方向振动,A错误;由波的图像可知,波向左传播,波的周期为T =0.2s,t=0.10s时质点P向上振动,经过0.15s=3T/4时,即在t = 0.25s时,质点振动到x轴下方位置,且速度方向向上,加速度方向也沿y轴正向,B正确;波速
,故从t = 0.10s到t = 0.25s,该波沿x负方间传播的距离为:
, C 正确;由于P点不是在波峰或波谷或者平衡位置,故从t = 0.10s到t=0.25的3/4周期内,通过的路程不等于3A = 30cm,选项D错误;质点Q做简谐振动的表达式为:
(国际单位),选项E正确。
某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示;一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指同0刻度。设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0; 挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80
)。已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。
| P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | |
| x0(cm) | 2.04 | 4.06 | 6.06 | 8.05 | 10.03 | 12.01 |
| x(cm) | 2.64 | 5.26 | 7.81 | 10.30 | 12.93 | 15.41 |
| n | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| k(N/m) | 163 | ① | 56.0 | 43.6 | 33.8 | 28.8 |
| 1/k(m / N) | 0.0061 | ② | 0.0179 | 0.0229 | 0.0296 | 0.0347 |
(1)将表中数据补充完整:① , ② 。
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图像。
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点,若从试验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系表达式为k= N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k= N/m
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