题目内容

16.如图所示,一列沿负x方向传播的简谐横波,图示时刻为t=0时刻的波动图象,a、b、c、d、e分别是xa=2m,xb=4m,xc=6m,xd=7m,xe=9m处的五个质点,已知波的传播速度为2m/s,则在第2秒内回复力做功相同的两个质点是(  )
A.a和bB.b和cC.c和dD.d和e

分析 简谐运动的回复力是变力,不能根据功的计算公式分析其做功情况,可根据动能定理判断.

解答 解:由图知:λ=8m,则周期 T=$\frac{λ}{v}$=$\frac{8}{2}$s=4s,因此 t=2s=$\frac{T}{2}$,则
A、在第2秒内,a点从平衡位置运动到波谷,动能减少,回复力做负功.b从波谷运动到平衡位置,动能增加,回复力做正功.则a与b回复力做功不同.故A错误.
B、c点从平衡位置运动到波峰,动能减少,回复力做负功.则b与c回复力做功不同.故B错误.
C、在第2秒内,d的动能变化量为零,回复力做功为零,则c与d回复力做功不同.故C错误.
D、在第1s末,d、e的位移大小相等,方向相反,速率相等.第2s内,位移大小又相等,方向相反,速率相等.则d与e动能的变化量相等,回复力做功相同,故D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键要灵活运用波形平移法分析质点的位移变化,由动能定理分析回复力做功情况.

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