题目列表(包括答案和解析)
如图为一列横波某时刻的波形图,已知该波沿+x方向连续传播,传播速度为2 m/s.
(1)求波上质点P的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象.
(2)如图所示,在探究共振现象的实验中发现:当作用在装置上MN间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时,MN间五个单摆中D摆恰好发生共振.现测得D摆摆线长l=99.6 cm.摆球的直径d=0.8 cm,求当地重力加速度g.(结果取两位有效数字)
【解析】:(1)由图象可以看出:λ=4 m.
由T=可解得:T==s=2 s.
由于t=0时刻P点向上振动,则P点的振动图象如图所示:
(2)由T=2π得:g=
又L=l+
联立可得:
g=m/s2
=9.9 m/s2.
如图为一列横波某时刻的波形图,已知该波沿+x方向连续传播,传播速度为2 m/s.
(1)求波上质点P的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象.
(2)如图所示,在探究共振现象的实验中发现:当作用在装置上MN间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时,MN间五个单摆中D摆恰好发生共振.现测得D摆摆线长l=99.6 cm.摆球的直径d=0.8 cm,求当地重力加速度g.(结果取两位有效数字)
【解析】:(1)由图象可以看出:λ=4 m.
由T=可解得:T==s=2 s.
由于t=0时刻P点向上振动,则P点的振动图象如图所示:
(2)由T=2π得:g=
又L=l+
联立可得:
g=m/s2
=9.9 m/s2.
(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示.图甲中某质点的振动图象如图11(乙)所示.质点N的振幅是________m,振动周期为________s,图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为________m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图(A)所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________.
(3)描述简谐运动特征的公式是x=________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动________(填“是”或“不是”)简谐运动.
【解析】:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m,周期T=4 s,振幅A=0.8 m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则质点L正在平衡位置向上振动,波速v=λ/T=0.5 m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图象正确;
(3)简谐运动的特征公式为x=Asinωt,其中A是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.
解析 (1)小球从曲面上滑下,只有重力做功,由机械能守恒定律知:
mgh=mv ①
得v0== m/s=2 m/s.
(2)小球离开平台后做平抛运动,小球正好落在木板的末端,则
H=gt2 ②
=v1t ③
联立②③两式得:v1=4 m/s
设释放小球的高度为h1,则由mgh1=mv
得h1==0.8 m.
(3)由机械能守恒定律可得:mgh=mv2
小球由离开平台后做平抛运动,可看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,则:
y=gt2 ④
x=vt ⑤
tan 37°= ⑥
vy=gt ⑦
v=v2+v ⑧
Ek=mv ⑨
由④⑤⑥⑦⑧⑨式得:Ek=32.5h ⑩
考虑到当h>0.8 m时小球不会落到斜面上,其图象如图所示
答案 (1)2 m/s (2)0.8 m (3)Ek=32.5h 图象见解析
(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示.图甲中某质点的振动图象如图11(乙)所示.质点N的振幅是________m,振动周期为________s,图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为________m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图(A)所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________.
(3)描述简谐运动特征的公式是x=________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动________(填“是”或“不是”)简谐运动.
【解析】:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m,周期T=4s,振幅A=0.8 m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则质点L正在平衡位置向上振动,波速v=λ/T=0.5 m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图象正确;
(3)简谐运动的特征公式为x=Asinωt,其中A是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.
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