1、更上一层楼基础巩固1.对于简谐运动,下述说法中正确的是( )A.振幅是矢量,方向是从平衡位置指向最大位移处B.振幅增大,周期也必然增大,而频率减小C.物体离开平衡位置的最大距离叫振幅D.周期和频率的乘积是一常数解析:振幅是标量,所以选项A错误.周期和频率只与系统本身有关,与振幅无关,所以选项B错误.物体离开平衡位置的最大距离叫振幅,所以选项C正确,周期和频率互为相反数,其乘积等于1,所以选项D正确.答案:CD2.如图11-2-7所示,小球m连着轻质弹簧,放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为它的平衡位置,把m拉到A点,OA=1 cm,轻轻释放,经0.2 s运动到O点,如果把m拉到A点
2、,使OA=2 cm,弹簧仍在弹性限度范围内,则释放后运动到O点所需要的时间为( )图11-2-7A.0.2 s B.0.4 s C.0.3 s D.0.1 s解析:不论将m由A点或A点释放,到达O点的时间都为四分之一周期,其周期与振幅大小无关,由振动系统本身决定,所以选项A正确.答案:A3.一振子做简谐运动振幅是4.0 cm,频率为1.5 Hz,它从平衡位置开始振动,1.5 s内位移的大小和路程分别为( )A.4.0 cm 10 cm B.4.0 cm 40 cmC.4.0 cm 36 cm D. 0 cm 36 cm解析:振子在1.5 s内完成2.25次全振动,即从平衡位置运动到最大位移处,
3、所以位移为4.0 cm,路程为9A=36 cm,所以选项C正确.答案:C4.一质点做简谐运动,其位移x与时间t关系曲线如图11-2-8所示,由图可知( )图11-2-8A.质点振动的频率是4 HzB.质点振动的振幅是2 cmC.t=3 s时,质点的速度最大D.在t=3 s时,质点的振幅为零解析:由图可以直接看出振幅为2 cm,周期为4 s,所以频率为0.25 Hz,所以选项A错误,选项B正确.t=3 s时,质点经过平衡位置,速度最大,所以选项C正确.振幅是质点偏离平衡位置的最大位移,与质点的位移有着本质的区别,t=3 s时,质点的位移为零,但振幅仍为2 cm,所以选项D错误.答案:BC5.一个
4、做简谐振动的质点,它的振幅是4 cm,频率是2.5 Hz,若从平衡位置开始计时,则经过2 s,质点完成了_次全振动,质点运动的位移是_,通过的路程是_.解析:由于频率是2.5 Hz,所以周期为0.4 s,质点经过2 s完成了5次全振动,一次全振动质点通过的路程为4A,所以5次全振动质点通过的路程为54A=20A=80 cm=0.8 m.质点经过5次全振动应回到原来位置,即位移为零.答案:5 0 0.86.甲、乙两个做简谐运动的弹簧振子,在甲振动20次的时间里,乙振动了40次,则甲、乙振动周期之比为_;若甲的振幅增大而乙的不变,则甲、乙振动频率之比为_.解析:由于甲振动20次的时间里,乙振动了4
5、0次,所以甲的振动周期是乙振动周期的2倍,所以甲、乙振动周期之比为21,甲、乙振动频率之比为12.答案:21 12综合应用7.如图11-2-9所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B间做简谐运动,AB间距为10 cm.振子从O点运动到P点历时0.2 s,从此时再经A点再一次回到P点又历时0.4 s,下列说法中正确的是( )图11-2-9A.它的振幅为10 cm B.它的周期为1.6 sC.它的频率为0.5 Hz D.它由P点经O点运动到B点历时0.8 s解析:振子从P点经A点再一次回到P点又历时0.4 s,根据对称性可知由P到A所用时间为0.2 s,又因为由O到P历时0.2 s,所以从O到A所
6、用时间为四分之一个周期0.2 s+0.2 s=0.4 s,即周期为40.4 s=1.6 s.答案:B8.如图11-2-10所示,一质点在平衡位置O点附近做简谐运动,若从质点通过O点时开始计时,经过0.9 s质点第一次通过M点,再继续运动,又经过0.6s质点第二次通过M点,该质点第三次通过M点需再经过的时间可能是( )图11-2-10A.1 s B.1.2 s C.2.4 s D.4.2 s解析:根据题意可以判断质点通过MB之间的距离所用时间为0.3 s,质点通过O点时开始计时,经过0.9 s质点第一次通过M点,应分两种情况考虑:(1)质点由O点向右运动到M,则OB之间所用时间为0.9 s+0.
7、3 s=1.2 s,根据对称性,OA之间所用时间也为1.2 s,第三次通过M点所用时间为2tMO+2tOA=20.9 s+21.2 s=4.2 s,所以选项D正确;(2)质点由O点先向左运动再到M,则从OAOMB所用时间为0.9 s+0.3 s=1.2 s,为3/4个周期,得周期为1.6 s,第三次经过M点所用时间为1.6 s-2tMB=1.6 s-0.6 s=1.0 s.答案:AD9.如图11-2-11所示,弹簧振子在BC间做简谐运动,O为平衡位置,BC间距离是10 cm,BC运动时间是1 s,则( )图11-2-11A.振动周期是1 s,振幅是10 cmB.从BOC振子做了一次全振动C.经
8、过两次全振动,通过的路程是40 cmD.从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cm解析:振子从BOC是半次全振动,故周期T=21 s=2 s,振幅A=OB=BC/2=5 cm,故选项A错.从BOCOB是一次全振动,故选项B错误.经过一次全振动,振子通过的路程是4A,两次全振动通过的路程是40 cm,故选项C正确.T=3 s为1.5全振动,路程是s=4A+2A=30 cm,故选项D正确.答案:CD10.一质点在平衡位置附近做简谐运动,从它经过平衡位置开始计时,经过0.13 s质点首次经过M点,再经过0.1 s第二次经过M点,则质点做往复简谐运动的周期的可能值是多大?解析:可就所给的第一段时间t1=0.13 s分两种情况进行分析.答案:(1)当t1,如图下所示,=t1+t2,得T=0.72 s.(2)当t1T,如图下所示,T=t1+t2,得T=0.24 s.