题目
做简谐运动的弹簧振子,下述说法中不正确的是( )A. 振子通过平衡位置时,速度最大B. 振子在最大位移处时,加速度最大C. 振子在连续两次通过同一位置时,位移相同D. 振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度相同
做简谐运动的弹簧振子,下述说法中不正确的是( )
A. 振子通过平衡位置时,速度最大
B. 振子在最大位移处时,加速度最大
C. 振子在连续两次通过同一位置时,位移相同
D. 振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度相同
题目解答
答案
D. 振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度相同
解析
本题考查对简谐运动基本性质的理解,特别是振子在不同位置的运动特征。解题关键在于掌握以下几点:
- 平衡位置:速度最大,加速度为零;
- 最大位移处:速度为零,加速度最大;
- 位移与速度的矢量性:位移是矢量,速度方向可能不同;
- 动能与速度的关系:动能相同但速度方向相反时,速度矢量不同。
错误选项往往混淆标量与矢量的特性,需特别注意。
选项分析
A. 振子通过平衡位置时,速度最大
正确。在平衡位置,振子的弹性势能最小,动能最大,速度达到峰值。
B. 振子在最大位移处时,加速度最大
正确。最大位移处,回复力最大,根据 $a = -\frac{k}{m}x$,加速度达到最大值。
C. 振子在连续两次通过同一位置时,位移相同
正确。位移是矢量,每次通过同一位置时,方向和大小均相同。
D. 振子连续两次通过同一位置时,动能相同,速度相同
错误。
- 动能相同:速度大小相同,动能 $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ 相同。
- 速度不同:速度是矢量,两次通过同一位置时方向相反(如向右和向左),因此速度矢量不同。