题目内容

4.简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图(甲)所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象.取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图乙所示.则下列说法中正确的是(  )
A.弹簧振子的周期为4s
B.弹簧振子的振幅为10cm
C.t=17s时振子相对平衡位置的位移是10cm
D.若纸带运动的速度为2cm/s,振动图线上1、3两点间的距离是4cm
E.2.5s时振子正在向x轴正方向运动

分析 弹簧振子的周期和振幅由图乙直接读出.根据周期性分析t=17s时振子相对平衡位置的位移.纸带匀速运动,由s=vt求其位移.根据图象的斜率分析振子的速度方向.

解答 解:A、周期是振子完成一次全振动的时间,由图知,弹簧振子的周期为T=4s,故A正确.
B、振幅是振子离开平衡位置的最大距离,由图知,弹簧振子的振幅为10cm,故B正确.
C、振子的周期为4s,由周期性知,t=17s时振子相对平衡位置的位移与t=1s时振子相对平衡位置的位移相同,为0.故C错误.
D、若纸带运动的速度为2cm/s,振动图线上1、3两点间的距离是 s=vt=2cm/s×2s=4cm.故D正确.
E、图象的斜率表示速度,斜率正负表示速度的方向,则知2.5s时振子的速度为负,正在向x轴负方向运动,故E错误.
故选:ABD

点评 本题关键要理解简谐运动的图象,明确振子运动和纸带运动具有等时性,弹簧振子的周期等于纸带前进一个完整的正弦图波形的时间.

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