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如图给出两个弹簧振子A、B做简谐运动的图象,则在8s-10s内,A的速度方向沿y轴______,大小在逐渐______;而B在这段时间内,其加速度方向沿y轴__

题文

如图给出两个弹簧振子A、B做简谐运动的图象,则在8s-10s内,A的速度方向沿y轴______,大小在逐渐______;而B在这段时间内,其加速度方向沿y轴______,大小在逐渐______.在t=10s时,A、B振子都通过平衡位置,并且它们的速度大小相等、方向相反,从此时起,再经过______的时间,它们再同时通过平衡位置且速度相同.


题型:未知 难度:其他题型

答案

在8s-10s内,A的位移减小,正从正向最大位移处向平衡位置运动,速度方向沿y轴负向,靠近平衡位置,速度增大;B在这段时间内,位移从负向最大位移处向平衡位置运动,位移减小,根据简谐运动的特征a=-kxm,分析可知其加速度方向沿y轴正向,逐渐减小.
在t=10s时,A、B振子都通过平衡位置,并且它们的速度大小相等、方向相反,从此时起,设再经过时间t时,它们再同时通过平衡位置且速度相同,此过程中,其中一个摆将多振动半次,设振子振动的次数为n,则有
nTA=nTB+TB2①
或nTB=nTA-TA2②
由图知,34TA=TB=10s
由①解得n=1.5,n应为整数,不合理,舍去.
由②解得n=2,所以时间t=nTB=20s
故答案为:负向,增大,正向,减小,20s.

解析

kxm

考点

据考高分专家说,试题“如图给出两个弹簧振子A、B做简谐运动的图.....”主要考查你对 [简谐运动的图像 ]考点的理解。

简谐运动的图像

简谐运动的图像:

1、意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹。
2、特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线。
3、应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

简谐运动图像问题的解法:

简谐运动图像能够反映简谐运动的运动规律,因此将简谐运动图像跟具体的运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。
①从简谐运动图像可以直接读出不同时刻t的位移值,从而知道位移x随时间£的变化情况。
②在简谐运动图像中,用作曲线上某点切线的办法可确定各时刻质点的速度大小和方向。当切线与x 轴正方向的夹角小于90时,速度方向与选定的正方向相同,且夹角越大表明此时速度越大;当切线与x轴正方向的夹角大于90时,速度方向与选定的正方向相反,且夹角越大表明此时速度越小。也可以根据位移情况来判断速度的大小。因为质点离平衡位置越近,质点速度越大,而最大位移处,质点速度为零。根据位移变化趋势判定速度方向,若正位移增大,速度为正方向,若正位移减小,速度为负方向;反之,若负位移增大,速度为负方向,若负位移减小,速度为正方向。
③由于,故可以根据图像上各个时刻的 位移变化情况确定质点加速度的变化情况。同样,只要知道了位移和速度的变化情况,也就不难判断出质点在不同时刻的动能和势能的变化情况。

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