题目
下列4种运动(忽略阻力)中哪一种是简谐振动?A. 小球在地面上作完全弹性的上下跳动B. 细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的往复摆动C. 浮在水里的一均匀矩形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动D. 浮在水里的一均匀球形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动
下列4种运动(忽略阻力)中哪一种是简谐振动?
A. 小球在地面上作完全弹性的上下跳动
B. 细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的往复摆动
C. 浮在水里的一均匀矩形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动
D. 浮在水里的一均匀球形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:分析简谐振动的定义
简谐振动是一种周期性运动,其运动方程可以表示为正弦或余弦函数。简谐振动的特征是回复力与位移成正比,且方向相反。即回复力F = -kx,其中k是比例常数,x是位移。
步骤 2:分析选项A
小球在地面上作完全弹性的上下跳动,这种运动不是简谐振动。因为小球在地面上的运动受到地面的非线性作用力,不是简单的线性回复力。
步骤 3:分析选项B
细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的往复摆动,这种运动也不是简谐振动。因为当摆动角度较大时,回复力与位移不成线性关系,而是与位移的正弦成比例。
步骤 4:分析选项C
浮在水里的一均匀矩形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动。这种运动是简谐振动。因为木块受到的浮力与位移成正比,且方向相反,符合简谐振动的定义。
步骤 5:分析选项D
浮在水里的一均匀球形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动。这种运动也是简谐振动。因为球形木块受到的浮力与位移成正比,且方向相反,符合简谐振动的定义。
简谐振动是一种周期性运动,其运动方程可以表示为正弦或余弦函数。简谐振动的特征是回复力与位移成正比,且方向相反。即回复力F = -kx,其中k是比例常数,x是位移。
步骤 2:分析选项A
小球在地面上作完全弹性的上下跳动,这种运动不是简谐振动。因为小球在地面上的运动受到地面的非线性作用力,不是简单的线性回复力。
步骤 3:分析选项B
细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的往复摆动,这种运动也不是简谐振动。因为当摆动角度较大时,回复力与位移不成线性关系,而是与位移的正弦成比例。
步骤 4:分析选项C
浮在水里的一均匀矩形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动。这种运动是简谐振动。因为木块受到的浮力与位移成正比,且方向相反,符合简谐振动的定义。
步骤 5:分析选项D
浮在水里的一均匀球形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动。这种运动也是简谐振动。因为球形木块受到的浮力与位移成正比,且方向相反,符合简谐振动的定义。