大学物理习题册(下)(4)

2019-02-15 19:10

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12?12?k1 (B) m2?3k1 (D) m2?6k mk (C)

(A)

k 3mm

10.一质点作简谐振动,振动方程为x=cos(?t+?),当时间t=T?2时,质点的速为:[ ] (A) A?sin? (B)?A?sin? (C) ?A?cos? (D) A?cos? 11.把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度?,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时,若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初位相为:[ ]

(A) ? (B) ? (C) 0 (D) ?/2 12.两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期相同,第一个质点的振动方程为x1=Acos(?t+?),当第一个质点从相对平衡位置的正位移处回到平衡位置时,第二个质点正在最大位移处,则第二个质点的振动方程为:[ ]

(A) x2=Acos(? t+? +?/2) (B) x2=Acos(? t+? ??/2) (C) x2=Acos(? t+?-3?/2) (D) x2=Acos(? t+? + ?) 13.一个质点作简谐振动,振辐为A,在起始时刻质点的位移为A/2,且向x轴的正方向运动,代表此简谐振动的旋转矢量图为下图中哪一图?[ ]

?

? A A x x x x -A/2 O A/2 O O A/2 -A/2 O A A ? ?

(A) (B) (C) (D) 14. 一质点在x轴作简谐振动,已知t?0时,x0??0.01m,v0?0.03m/s,??3/s,则质点的简谐振动方程为:[ ]

24(A) x?0.02cos(3t?3?)(SI) (B) x?0.02cos(3t?3?)(SI) 24(C) x?0.01cos(3t?3?)(SI) (D) x?0.01cos(3t?3?)(SI)

15. 如图所示为质点作简谐振动时的x-t 曲线,则质点的振动方程为:[ ]

2?2(A) x?0.2cos(3t?3?)(SI) 2?2(B) x?0.2cos(3t?3?)(SI) 4?2(C) x?0.2cos(3t?3?)(SI) 4?2(D) x?0.2cos(3t?3?)(SI)

0.2 0 -0.1 -0.2 x/m 1 t/s 16. 两个同方向、同频率、等振幅的简谐振动,合成后振幅仍为A,则这两个分简谐振动的相位差为:[ ]

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(A) 60° (B) 90° (C) 120° (D) 180° 17. 两个同周期简谐振动曲线如图所示,x1的相位比x2的相位:[ ]

x

x1 x2 (A)落后?/2 (B)超前?/2 (C)落后? t (D)超前?

18. 一质点做简谐振动,其运动速度与时间的曲线如图所示,若质点的振动规律用余弦函数v/ms-1 描述,这质点的初相位应为:[ ] 2

?/6

(B) 5?/6 (C) ?5?/6 (D) ??/6

(A)

1

t/s

19. 弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动时,弹性力在半个周期内所做的功为:[ ]

22211(A) kA (B) 2kA (C) 4kA (D) 0

20. 一简谐振动振幅A,则振动动能为能量最大值一半时振动物体位置x等于:[ ]

A(A) (B)

2二、填空题

2A (C) 23A (D) A 21、一质点作简谐振动,速度最大值vm?5cm/s,振幅A=2cm。若令速度具有正最大值的那一时刻为t=0时刻,则质点振动方程为: 。 2、一简谐振动的振动方程为x?Acos(3t??),已知t=0时的初始位移为0.04m, 初速度为0.09m/s,则振幅为 ,初相为 。

3、一弹簧振子作简谐振动,振幅为A,周期为T,其运动方程用余弦函数表示。若t=0时,(1)振子在位移为A/2处,且向负方向运动,则初相位为 。(2)振子在平衡位置向正方向运动,则初相位为 。 4、一质点沿x轴作简谐振动,振动范围的中心点为x轴的原点。已知周期为T,振幅为A。(1)若t=0时质点过x=0处且朝x轴正方向运动,则振动方程为: x= 。(2)若t=0时质点过x=A/2处且向x轴负方向运动,则振动方程为:x= 。 5、一竖直悬挂的弹簧振子,自然平衡时弹簧的伸长量为x0,O振子自由振动的周期T? 。

6、右图中用旋转矢量法表示了一个简谐振动,旋转矢量的长度为0.04m,旋转角速度4π rad。此简谐振动以余弦函数表示的振动方程为:x? (SI) 7、一简谐振动的旋转矢量图如图所示,振幅矢量长2cm,则t?t

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此x?(t?0)?t?0?O?t??/4x?/4学院 专业 学号 姓名

该简谐振动的初相位为 ,振动方程为: 。

8、一质点沿x作简谐振动,周期为T。质点由平衡位置向x轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位移所需要的时间x(cm)6为: 。

9、一简谐振动曲线如右图所示,试由图确定在

t?2s时刻质点的位移为: ,速度O1234t(s)?6为: 。

10、简谐振动的周期和频率由 所决定,对于给定的简谐振动系统,其振幅、初相由 决定。

11、一倔强系数为k的轻质弹簧,下端挂一质量为m的物体,系统的振动周期为T。现将此弹簧截去一半,下端换挂质量为m/2的另一物体,则系统的振动周期变为: 。

12、用40N的力拉一轻弹簧,可使其伸长20cm,此弹簧下应挂 kg的物体,才能使弹簧振子作简谐振动的周期为0.2?s。

13、一质点作简谐振动,其振动曲线如右图所示,x(m)根据此图,它的周期T? ,用余弦函数描述时初相位4?? 。

14、有两相同的弹簧,其倔强系数均为k。(1)联起来,下面挂一质量为m的重物,此系统作简谐振动为 。(2)把它们并联起来,下面挂一质量为m系统作简谐振动的周期为 。

15、两个简谐振动曲线如图所示,两个简谐振动的

?2O2t(s)把它们串的周期的重物,此频率之比

?1:?2? ,加速度最大值之比

a1m:a2m? 始

xAOx2v10:v20? 。

?Ax1t(s)16、一物体作简谐振动,振动方程为x?Acos(?t??4),在t?T(T为周期)4时刻,物体的加速度为: 。

17、一系统作简谐振动,周期为T,以余弦函数表达振动时,初相位为零,

T范围内,系统在t? 时刻动能和势能相等。 218、两弹簧各悬一质量相同的物体,以2:1的频率作振幅相同的简谐振动,

在0?t?则它们的振动能量之比为 。

19、一弹簧振子系统具有1.0J的振动能量,0.10m的振幅和1.0m/s的最大速率,则弹簧的倔强系数为: ,振子的振动频率为: 。 20、两个同方向同频率的简谐振动,其振动方程分别为:

x1?6?10?2cos(5t??/2)(SI) 和 x2?2?10?2sin(??5t)(SI),

则它们的合振动的振幅为: ,初相位为: 。

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三、计算题

1.一物体沿x轴作简谐振动,振幅为0.24m,周期为2s,当t=0时x0=0.12m,且向x轴正方向运动,试求:(1)振动方程;(2)从x=-0.12m且向x轴负方向运动这一状态,回到平衡位置所需的时间。

2.一简谐振动的振动曲线如图所示,求振动方程。

x(cm) 10

O 2 t (s) -5

-10

3.一质点沿x轴作简谐振动,振幅为12cm,周期为2s。当t=0时,位移为6cm,且向x轴正方向运动。求:(1)振动表达式;(2)t=0.5s时,质点的位置、速度和加速度;(3)如果在某时刻质点位于x=-6cm,且向x轴负方向运动,求从该位置回到平衡位置所需要的时间。

4.一定滑轮的半径为R,转动惯量为J,其上挂一轻绳,绳的一端系一质量为m的物体,

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另一端与一固定的轻弹簧相连,如图所示。设弹簧的劲度系数为k,绳与滑轮间无摩擦,且忽略轴的摩擦力和空气阻力。现将物体m从平衡位置拉下一小段距离后放手,证明物体作简谐振动,并求出其角频率。

5.有两个振动方向相同的简谐振动,其振动方程分别为:

x1?4cos(2?t??)cm 和 x2?3cos(2?t??/2)cm

(1)求它们的合振动方程;(2)若另有一同方向的简谐振动:x3?3cos(2?t??3)cm,问当?3为何值时,x1+x3的振动为最大值?当?3为何值时,x1+x3的振动为最小值?

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