(5.0分)下列关于谐振子的振幅A的说法正确的是A能量越大,则A越大B物体最大的位移不能超过A CA与初速度没有任何关系DA为标量,只取正值
(5.0分)下列关于谐振子的振幅A的说法正确的是
A能量越大,则A越大
B物体最大的位移不能超过A
CA与初速度没有任何关系
DA为标量,只取正值
题目解答
答案
A. 能量越大,则振幅越大。
这个说法是不正确的。在简谐振动中,振幅是与能量的大小无关的。振幅取决于振动系统的初始条件和外部作用力,而不是能量的大小。
B. 物体最大的位移不能超过振幅。
这个说法是正确的。振幅是指物体在振动过程中离开平衡位置最远的距离,因此物体在简谐振动中的最大位移不能超过振幅。
C. 振幅与初速度没有任何关系。
这个说法是正确的。振幅是描述振动系统在做简谐振动时,离开平衡位置的最大距离,而初速度则是指振动开始时物体的速度。振幅与初速度之间没有直接的关系。
D. 振幅是标量,只取正值。
这个说法也是正确的。振幅是一个标量,它表示物体在振动过程中离开平衡位置的最大距离,并且通常情况下只取正值。
综上所述,选项 B、C 和 D 的说法是正确的,而选项 A 是不正确的。
解析
本题考查对简谐振动中振幅概念的理解,需明确振幅的定义、性质及其与能量、初速度的关系。关键点在于:
- 振幅是标量,表示物体振动中离开平衡位置的最大距离;
- 振幅与能量的关系:能量越大,振幅越大;
- 振幅由初始条件决定,与初速度有关。
选项分析
选项A
振幅与能量的关系:
简谐振动的能量公式为 $E = \frac{1}{2}m\omega^2A^2$,能量 $E$ 与振幅 $A$ 的平方成正比。因此,能量越大,振幅越大。选项A正确。
选项B
振幅的定义:
振幅是物体振动中离开平衡位置的最大距离,因此物体的最大位移不能超过振幅。选项B正确。
选项C
振幅与初速度的关系:
振幅由初始位移 $x_0$ 和初速度 $v_0$ 共同决定,公式为 $A = \sqrt{x_0^2 + \left(\frac{v_0}{m\omega}\right)^2}$。振幅与初速度有关,选项C错误。
选项D
振幅的性质:
振幅是标量,表示距离,只取正值。选项D正确。