题文
一弹簧振子做简谐运动,O是它的平衡位置.如果从它经过O点时开始计时,经过3.0s时间第一次经过P点,又经过2.0s时间,它第二次经过P点,问再经过多长时间它将第三次经过P点.
题型:未知 难度:其他题型
答案
14.0s
解析

设P点在O点的右侧,如图所示.题目只说从经过O点时开始计时,并没有说明开始计时时刻振子是向哪边运动,因此我们要考虑两种可能:一种是从O点先向右运动,直接到达P点,再经过右侧的最大位移处后第二次回到P点,如图中的实线箭头所示,这种情况下,再经过3.0s时间第一次回到O点,即半个周期时间等于3.0s×2+2.0s=8.0s,而从第二次经过P点到第三次经过P点,需要时间为8.0s+3.0s×2=14.0s.
另一种情况是从O点先向左运动,返回O点后再到达P点,用时3.0s(如果是这种情况,P点应该离O点更近一些),再经过2.0s第二次经过P点,再经过3.0s,振子将第三次经过O点,即这8.0s时间等于1.5个周期,周期T=8.0s/1.5=5.3s.从第二次经过P点到第三次经过P点,需要时间为T-2.0s =3.3s.
考点
据考高分专家说,试题“一弹簧振子做简谐运动,O是它的平衡位置......”主要考查你对 [简谐运动的概念 ]考点的理解。
简谐运动的概念
简谐运动:
1、机械振动的定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动,简称振动。
2、简谐运动的定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的复力的作用下振动简谐运动是最简单,最基本的机械振动叫做简谐运动。
3、简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
4、简谐运动的判定:要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。


