如图是某质点沿直线运动的速度v随时间t变化的关系图线.对于该图线的认识正确的是( )
A. 0~2s内质点做匀加速直线运动
B. 3s时,质点的速度为2m/s
C. 0~2s内质点做匀速直线运动
D. 2s~4s内质点处于静止状态
某物体在做加速直线运动,如果加速度大小在逐渐减小,则物体( )
A. 运动速度逐渐减小 B. 运动速度仍逐渐增大
C. 物体开始做减速运动 D. 物体运动的方向立即反向
简谐运动是一种理想化的运动模型,是机械振动中最简单、最基本的振动。它具有如下特点:
(1)简谐运动的物体受到回复力的作用,回复力的大小与物体偏离平衡位置的位移大小成正比、方向与位移方向相反,即:F回 = -kx,其中k为振动系数,其值由振动系统决定。
(2)简谐运动是一种周期性运动,其周期与振动物体的质量的平方根成正比,与振动系统的振动系数的平方根成反比,而与振幅无关,即: 。
(1)如图所示,一光滑的水平杆,在杆上穿有两轻质弹簧,劲度系数分别为k1、k2,弹簧两端固定于竖直墙上,中间系一质量为m的金属小球,此时两弹簧均处于原长,O为平衡位置。现将小球沿杆拉开一段距离后松开,小球以O为平衡位置做简谐运动。
a.写出小球偏离平衡位置的位移大小为x时合外力F合的表达式;
b.写出小球做简谐运动的周期T。
(2)一定质量的理想气体,在温度保持不变的条件下,其压强与体积的乘积保持不变,即:PV =P'V'(玻意尔—马略特定律)。如图所示,一密闭长方体容器,导热性能良好,中间有一质量为m的活塞,将容器分隔成体积相等的两部分,且两部分气体完全相同,整个容器的温度保持不变。已知气体的压强为P0,活塞到两端的距离均为L,活塞的横截面积为S,取向右为正方向。
a.现将活塞缓慢向右移到M位置,由静止释放,试求出活塞的位移为x时两边气体的压强P1和P2 比值;
b.证明:在振幅A远小于L的条件下,活塞的运动可以看作简谐运动。
图是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线框abcd可绕线框平面内垂直于磁感线的OO'轴转动,由线框引出的导线ae和df分别与两个跟线框一起绕OO'转动的金属圈环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1,bc长度为L2,线框的匝数为N,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。
(1)推导线框中产生感应电动势最大值的表达式;
(2)线框平面处于中性面位置时开始计时,写出t时刻线框中感应电动势瞬时值的表达式;
(3)若线框电阻为r,求外力驱动线框转动一周所做的功。
如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线表示t=0时刻的波形,虚线表示t=0.2s时刻的波形。
(1)该波的波长λ多大?该波的振幅A多大?
(2)如果该波的周期T大于0.2s,波的速度是多大?
(3)如果该波的周期T小于0.2s,波的速度是多大?
实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)用L表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,则重力加速度g=____。(用L、T表示)
(2)在这个实验中,应该选用下列哪两组材料构成单摆?____(选填选项前的字母)。
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约1 cm的均匀铁球
D.直径约1cm的塑料球
(3)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是____(选填选项前的字母)。
A.测出摆线长作为单摆的摆长
B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之在竖直平面内做简谐运动
C.在摆球经过平衡位置时开始计时
D.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
(4)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期,他根据测量数据做出了如图所示的图像,横坐标为摆长,纵坐标为周期的平方。若图线斜率为k,则当地的重力加速度g=____(用k表示)。
(5)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是____(选填选项前的字母)。
A.开始摆动时振幅较小
B.开始计时时,过早按下秒表
C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间
(6)丙同学做出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示,则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为____(结果保留一位有效数字)。