logonew chat icon top
  • icon-chaticon-chat-active搜题/提问
    new chat icon
    新建会话
  • icon-calculatoricon-calculator-active计算器
  • icon-subjecticon-subject-active学科题目
  • icon-pluginicon-plugin-active浏览器插件
  • icon-uploadicon-upload-active上传题库
  • icon-appicon-app-active手机APP
recent chat icon
历史记录
首页
/
物理
题目

一质点在x轴上做简谐振动,取该质点向右运动通过A点时作为计时起点(t=0),经过2s后质点第一次经过B点,再经过2s后质点第二次经过B点,若已知该质点在A、B两点具有相同的速率,且AB=10cm。求:(1)质点的振动方程;(2)质点在A点的速率。

一质点在x轴上做简谐振动,取该质点向右运动通过A点时作为计时起点(t=0),经过2s后质点第一次经过B点,再经过2s后质点第二次经过B点,若已知该质点在A、B两点具有相同的速率,且AB=10cm。求:
(1)质点的振动方程;
(2)质点在A点的速率。

题目解答

答案

解:(1)因为质点在A、B两点具有相同的速率,可知,A、B关于平衡位置对称,由题可知,质点从B点到右侧最大位移处的时间为2s,所以质点振动的周期为 T=4×2s=8s
取向右为正方向,设质点的振动方程为:x=Asin(ωt+φ0)
则有:ω=$\frac{2π}{T}$=$\frac{2π}{8}$rad/s=$\frac{π}{4}$rad/s
据题:t=0时,x=-5cm,代入上式得:-5=Asinφ0
t=1s时x=0,代入上式得:0=Asin($\frac{π}{4}$×1+φ0)
联立解得:φ0=-$\frac{π}{4}$,A=5$\sqrt{2}$cm
故质点的振动方程为:x=5$\sqrt{2}$sin($\frac{π}{4}$t-$\frac{π}{4}$)cm;
(2)对振动方程求导数得:v=x′=[5$\sqrt{2}$cos($\frac{π}{4}$t-$\frac{π}{4}$)]×$\frac{π}{4}$cm/s
质点在A点的速率即为t=0时的速率,为:v=[5$\sqrt{2}$cos(-$\frac{π}{4}$)]×$\frac{π}{4}$cm/s=$\frac{5π}{4}$cm/s=$\frac{5π}{4}×1{0}^{-2}$m/s
答:(1)质点的振动方程为x=5$\sqrt{2}$sin($\frac{π}{4}$t-$\frac{π}{4}$)cm;
(2)质点在A点的速率为$\frac{5π}{4}×1{0}^{-2}$m/s。

解析

步骤 1:确定振动周期
因为质点在A、B两点具有相同的速率,可知,A、B关于平衡位置对称。由题可知,质点从B点到右侧最大位移处的时间为2s,所以质点振动的周期为 T=4×2s=8s。
步骤 2:确定振动方程
取向右为正方向,设质点的振动方程为:x=Asin(ωt+φ_0)。
步骤 3:确定角频率
角频率 ω=$\frac{2π}{T}$=$\frac{2π}{8}$rad/s=$\frac{π}{4}$rad/s。
步骤 4:确定初相位和振幅
据题:t=0时,x=-5cm,代入上式得:-5=Asinφ_0。
t=1s时x=0,代入上式得:0=Asin($\frac{π}{4}$×1+φ_0)。
联立解得:φ_0=-$\frac{π}{4}$,A=5$\sqrt{2}$cm。
步骤 5:确定质点在A点的速率
对振动方程求导数得:v=x′=[5$\sqrt{2}$cos($\frac{π}{4}$t-$\frac{π}{4}$)]×$\frac{π}{4}$cm/s。
质点在A点的速率即为t=0时的速率,为:v=[5$\sqrt{2}$cos(-$\frac{π}{4}$)]×$\frac{π}{4}$cm/s=$\frac{5π}{4}$cm/s=$\frac{5π}{4}×1{0}^{-2}$m/s。

相关问题

  • 已知常数e=2.718281828……,测量L=0.0023,N=2.73,则(e-L)/N=( )A. 0.994B. 0.9949C. 0.995D. 1.00

  • 题目 5:能量的常用单位是()。A. 千卡B. 克C. 千克D. 焦耳

  • 既提高轴向分辨力又提高横向分辨力的措施是A. 缩短脉冲长度B. 使声束变细C. 增大声束宽度D. 提高探头频率E. 降低探头频率

  • 如图所示,一质量为m的小球A与一质量为M的斜面体B发生完全弹性碰撞.o-|||-y-|||-0 B (1)若斜面体放置在光滑的水平面上,小球碰撞后竖直弹起,则碰撞后斜面体和小球的运动速度大小各为多少? (2)若斜面体固定在水平面上,则碰撞后小球运动的速度大小为多少?运动方向与水平方向的夹角为多少?

  • 同轴电缆由半径分别为a、b的同心圆柱导体薄壁构成,沿轴线方向通有方向相反的电流一,中间充以磁导率为一的均匀磁介质。已知一,则单位长度同轴电缆的磁能为()一。注意:结果保留2位有效数字。

  • 多级火箭的最优质量比随火箭级数的增加( )A. 单调递减B. 先递增后递减

  • 2-9 一质量为2kg的质点,在外力作用下作一维运动,其方程 (t)=(3t-4(t)^2+(t)^3)m-|||-则在 approx 3 秒之间外力对质点所做的功是: ()-|||-(A)27J. (B)54J. (C)81J. (D)19.6J.

  • 江门中微子实验站是() A. 德国主持的第一个大型中微子实验B. 中国主持的第二个大型中微子实验C. 美国主导的国际合作中微子实验D. 欧洲核子研究中心的重点项目

  • 光电效应实验中,电源用的是汞灯电源,汞灯是复色光 ,把复色光变成单色光用()A.棱镜 B.透镜 C.滤色片 D.光栅

  • 计量的___是指测量结果与被测量真值的接近程度。A. 准确性B. 一致性C. 溯源性D. 法制性

  • 中文激光是钱学森命名的。A. 正确B. 错误

  • 如图所示,有三条无限长的直导线a、b、c在同一平面等间距并排摆放,导线中均载有同方向的电流,电流大小如图所示。由于磁相互作用结果,导线a、b、c单位长度上分别受力,则的比值为[ ]Fa、Fb、Fc,Fa、Fb、Fc,Fa、Fb、Fc,

  • [题目]如图所示,两个匀质长方体A,B叠放在水-|||-平桌面上,水平拉力F作用在物体B上,使物体A,-|||-B一起沿水平桌面做匀速直线运动,请作出物体A受-|||-力的示意图-|||-A-|||-F-|||-B-|||-77 7 7

  • 在受迫振动实验中受迫振动与强迫力的相位差用()方法测量。A.频闪法A.逐差

  • 关于截止电压以下说法正确的是 A 低于极限频率的入射光也有截止电压 B 截止电压与入射光的频率成反比 C 不同频率入射光的截止电压相同 D 对 一定频率的入射光,当电压低于截止电 压时,电流为零

  • 超声基本物理量频率(f)、波长(λ)和声速(c)三者之间的关系应是A. λ=1/2c•fB. λ=c/fC. c=1/2λ•fD. c=2λ•fE. f=c•λ

  • 核能是通过核反应从( )中获取的能量。 、原子核、原子、中子、质子

  • 核废料具有(),其放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除,只能 A. 腐蚀性B. 兼容性C. 放射性D. 爆炸性

  • 计算题-|||-计算题-|||-电荷 (Qgt 0) 均匀分布在长为L的细棒上,在细-|||-棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P点处放一电荷为 (ggt 0)-|||-的点电荷,求带电细棒对该点电荷的静电力。

  • 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I,并各以dI/dt的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内,则()A. 线圈中无感应电流B. 线圈中感应电流为顺时针方向C. 线圈中感应电流为逆时针方向D. 线圈中感应电流方向不确定。

上一页下一页
logo
广州极目未来文化科技有限公司
注册地址:广州市天河区黄村大观公园路10号3N2
关于
  • 隐私政策
  • 服务协议
  • 权限详情
学科
  • 医学
  • 政治学
  • 管理
  • 计算机
  • 教育
  • 数学
联系我们
  • 客服电话: 010-82893100
  • 公司邮箱: daxuesoutijiang@163.com
  • qt

©2023 广州极目未来文化科技有限公司 粤ICP备2023029972号    粤公网安备44011202002296号