正确率60.0%一质点做简谐运动,在$${{t}_{1}}$$和$${{t}_{2}}$$两个时刻加速度相同,则在这两个时刻下列物理量一定相同的有$${{(}{)}}$$
$${①}$$位移$${②}$$动能$${③}$$回复力$${④}$$速度
C
A.$${①{③}}$$
B.$${②{④}}$$
C.$${①{②}{③}}$$
D.$${②{③}{④}}$$
3、['描述简谐运动的物理量', '弹簧振子运动过程各物理量变化规律']正确率40.0%弹簧振子以$${{O}}$$点为平衡位置,在水平方向上的$${{A}{、}{B}}$$两点间做简谐运动,以下说法正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.振子在$${{A}{、}{B}}$$两点时的速度和加速度均为零
B.振子在通过$${{O}}$$点时速度的方向将发生改变
C.振子的加速度方向总跟速度方向相反
D.振子离开$${{O}}$$点运动总是减速运动,靠近$${{O}}$$点的运动总是加速运动
10、['描述简谐运动的物理量', '简谐运动的回复力和能量问题']正确率80.0%一个弹簧振子,第一次被压缩$${{x}}$$后释放做自由振动,频率为$${{f}_{1}}$$;第二次被压缩$${{2}{x}}$$后释放做自由振动,频率为$${{f}_{2}}$$则$${{(}{)}}$$
A.$${{f}_{1}{>}{{f}_{2}}}$$
B.$${{f}_{1}{=}{{f}_{2}}}$$
C.$${{f}_{1}{<}{{f}_{2}}}$$
D.不能确定
1、题目解析:
对于简谐运动,加速度 $$a$$ 与位移 $$x$$ 的关系为 $$a = -\omega^2 x$$。若两个时刻 $$t_1$$ 和 $$t_2$$ 的加速度相同,则位移 $$x$$ 也相同($$x_1 = x_2$$ 或 $$x_1 = -x_2$$)。
① 位移:如果加速度相同,位移的大小相同,但方向可能相反,因此位移不一定相同。
② 动能:动能 $$E_k = \frac{1}{2}mv^2$$ 只与速度大小有关,而速度大小由位移决定($$v = \omega \sqrt{A^2 - x^2}$$)。由于位移大小相同,动能一定相同。
③ 回复力:回复力 $$F = -kx$$,若位移相同,回复力相同;若位移相反,回复力方向相反,但题目中加速度相同意味着回复力相同($$F = ma$$)。
④ 速度:速度方向可能相反,因此不一定相同。
综上,一定相同的是动能和回复力,但选项中只有 $$②$$ 和 $$④$$ 的组合(B)包含动能,而 $$④$$ 速度不一定相同,因此题目可能有误。重新分析:若加速度相同,位移可能相反,但动能相同($$②$$),回复力相同($$③$$),速度方向可能相反($$④$$ 不一定)。因此正确答案应为 D($$②③④$$),但原题选项 D 是 $$②③④$$,可能是题目描述问题。
3、题目解析:
A. 振子在 $$A$$、$$B$$ 两点时速度为零,但加速度最大($$a = -\omega^2 A$$),因此错误。
B. 振子通过 $$O$$ 点时速度方向不变(始终沿运动方向),因此错误。
C. 加速度方向总指向平衡位置,而速度方向可能与之相同(远离平衡点时)或相反(靠近平衡点时),因此错误。
D. 振子离开 $$O$$ 点时加速度与速度方向相反,做减速运动;靠近 $$O$$ 点时加速度与速度方向相同,做加速运动,因此正确。
答案为 D。
10、题目解析:
弹簧振子的频率 $$f$$ 由系统本身性质决定,公式为 $$f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}}$$,与振幅无关。因此无论压缩 $$x$$ 还是 $$2x$$,频率不变,即 $$f_1 = f_2$$。
答案为 B。