点,再经过1 s物体紧接着又通过B点,已知物体在2 s内所走过的总路程为12 cm,则该简谐运动的周期和振幅分别是多大?
答案 T=4 s,A=6 cm或T= s,A=2 cm
解析 物体通过A点和B点时的速度大小相等,A、B两点一定关于平衡位置O对称.依题意作出物体可能的振动路径图如图甲、乙所示,在图甲中物体从A向右运动到B,即图中从1运动到2,时间为1 s,从2运动到3,又经过1 s,从1到3共经历了0.5T,即0.5T=2 s,T=4 s,2A=12 cm,A=6 cm.
在图乙中,物体从A先向左运动,当物体第一次以相同的速度通过B点时,即图中从1运动到2时,时间为1 s,从2运动到3,又经过1 s,同样A、B两点关于O点对称,从图中可以看出从1运动到3共经历了1.5T,即1.5T=2 s,T= s,1.5×4A=12 cm,A=2 cm.
针对训练 (多选)一个质点在平衡位置O点附近做机械振动.若从O点开始计时,经过3 s质点第一次经过M点(如图2所示);再继续运动,又经过2 s它第二次经过M点;则该质点第三次经过M点还需要的时间可能是( )
图2
A.8 s B.4 s
C.14 s D. s
答案 CD
解析 设图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻,质点从O点向右运动,O→M过程历时3 s,M→b→M运动过程历时2 s,显然,=4 s,T=16 s.质点第三次经过M点还需要的时间Δt3=T-2 s=(16-2) s=14 s,故选项C正确.若开始计时时刻,质点从O点向左运动,O→a→O→M运动过程历时3 s,M→b→M运动过程历时2 s,显然,+=4 s,T′= s.质点第三次经过M点还需要的时间Δt3′=T′-2 s=(-2) s= s,故选项D正确.