• 弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动,其振动图象如图所示.根据图象求:(1)振动的周期;(2)振子在13s内通过的路程及位移;(3)求振子运动的位移随时间的变化的关系式;(4)振子在B点的加速度大小跟2.5s时的加速度大小的比值.试题及答案-解答题-云返教育

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      弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动,其振动图象如图所示.根据图象求:
      (1)振动的周期;
      (2)振子在13s内通过的路程及位移;
      (3)求振子运动的位移随时间的变化的关系式;
      (4)振子在B点的加速度大小跟2.5s时的加速度大小的比值.

      试题解答


      见解析
      解:
      (1)从振子的振动图象可以看出振动的周期为:T=4s.
      (2)从振子的振动图象可以看出振动的振幅为:A=4cm=0.04m,
      在13s内通过的路程为:S=
      t
      T
      ×4A=
      13
      4
      ×4×4cm=52cm,位移为:x=-4cm.
      (3)从振子的振动图象可以看出振动的初相为:φ
      0=π,
      位移随时间变化的关系式为:x=Asin(
      T
      t+φ0)=0.04sin(
      π
      2
      t+π)m=-0.04sin
      π
      2
      tm.
      (4)根据x=-0.04sin
      π
      2
      t m得知:t=2.5s时,x=-0.04sin(
      π
      2
      ×2.5)m=0.02
      2
      cm.
      B的位移大小为 x
      B=0.04m
      根据简谐运动的特征a=-
      kx
      m
      得知:振子在B点的加速度大小跟2.5s时的加速度大小之比为:aB:a2.5=xB:x2.5=
      2
      :1
      答:
      (1)振动的周期为4s.
      (2)振子在13s内通过的路程为52cm,位移为-4cm;
      (3)振子运动的位移随时间的变化的关系式为x=-0.04sin
      π
      2
      tm.
      (4)振子在B点的加速度大小跟2.5s时的加速度大小的比值为
      2
      :1.

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