处,在P处弹簧处于伸长状态,在P′处弹簧处于压缩状态,弹簧长度并不相等,选项D是错误的。本题正确答案是C。
解法二 图象法,画出振动的位移时间图象如答图11-2所示,图象上点A、B、对应的振动状态符合选项A、B的条件,但Δt既不等于的整数倍,也不等于T的整数倍,选项A、B均错误.图象上点A、C对应的振子速度大小相等,方向相反,且Δt=,但位移一正一负,说明弹簧处于伸长和压缩状态,长度不相等,选项D错误。
答图11-2
答案:C
4.一弹簧振子分别拉离平衡位置5 cm和1 cm处放手,使它们都做简谐运动,则前后振幅之比为___________,周期之比为____________________,回复力的最大值之比为___________。
答案:5∶1 1∶1 5∶1
5.一个简谐运动的振动方程是x=5cos(2πt+ cm),这个振动的最大位移值为__________,频率为__________,t=0.1 s时的相位是__________,在1 s内物体通过的路程是__________。
答案:5 cm 1 Hz 0.7π 20 cm
综合应用
6.弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B运动;在t=0.20 s时,振子速度第一次变为-v;在t=0.50 s时,振子速度第二次变为-v。
(1)求弹簧振子振动的周期T;
(2)若B、C之间的距离为25 cm,求振子在前4.0 s内通过的路程。
解析:(1)作示意图答图11-3,根据题意,振子从P
点出发,沿路径①达B再沿BP回到出发点P,历时0.20 s,由于对称性tPB=tBP=0.10 s;同理,tPO=tOP′=×0.30 s,故tBO=tBP+tPO=,所T=4×(0.10+0.15) s=1.00 s,即周期为1.00 s。
答图11-3
(2)=2A=25 cm,振幅A=12.5 cm。因振子1个周期通过4A的路程,故在4.0 s=4T内通过路程s=4×4A=200 cm。
答案:(1)1.00 s (2) 200 cm
7.如图11-2-4所示,一质点沿水平直线做简谐运动,先后以相同速度通过a、b两点,经历时间tab=1 s,过b点后再经t′=1 s质点第一次反向通过b点。若在这两秒内质点所通过的路