题目内容
【题目】如图所示,一质点在x轴上以O为平衡位置做简谐运动,其振幅为8 cm,周期为4 s,t=0时物体在x=4 cm处,向x轴负方向运动,则( )
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A. 质点在t=1.0 s时所处的位置为x=+4
cm
B. 质点在t=1.0 s时所处的位置为x=-4
cm
C. 由起始位置运动到x=-4 cm处所需的最短时间为s
D. 由起始位置运动到x=-4 cm处所需的最短时间为s
【答案】BC
【解析】简谐运动振动方程的一般表示式为:
,根据题给条件有:A=8cm=0.08m,ω=2πT=2π4=0.5π rad/s,所以 x=0.08sin(0.5πt+φ0)m将t=0时,x0=0.04m,代入得:0.04=0.08
解得初相:
或
因为t=0时,速度方向沿x轴负方向,即位移在减小,所以取
所求的振动方程为:
,质点在t=1.0s时所处的位置为
,故A错误,B正确;由于t=0时刻质点向x轴负方向运动,所以由起始位置运动到x=-4cm处所需的最短时间为回到平衡位置后直接再到达x=-4cm处的时间,由振动的对称性可知,两段时间相等.回到平衡位置的时间:
,所以由起始位置运动到x=-4cm处所需的最短时间为
,故C正确,D错误。所以BC正确,AD错误。
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