图12
A.质点振动频率为4 Hz
B.在10 s内质点经过的路程是20 cm
C.在5 s末,速度为零,加速度最大,回复力的功率为零
D.在t=0到t=1 s内,加速度与速度反向,回复力做负功
E.在t=1 s到t=3 s,质点速度的方向和加速度的方向都发生变化
【解析】 由振动图象可知T=4 s,故选项A错误.一个周期内,做简谐运动的质点经过的路程为4A=8 cm,10 s为2.5个周期,质点经过的路程为s=4A×2+2A=10A=20 cm,选项B正确.在5 s末,质点位移最大为2 cm,此时回复力最大,所以加速度最大,但速度为零,由P=Fv可知回复力的功率也为零,故选项C正确.在t=0到t=1 s时间内,质点由平衡位置向正向最大位移处运动,所以速度与加速度反向,回复力做负功,D正确.在t=1 s到t=3 s质点速度方向一直不变,E错误.
【答案】 BCD
简谐运动图象问题的处理思路
(1)根据简谐运动图象的描绘方法和图象的物理意义,明确纵轴、横轴所代表的物理量及单位.
(2)将简谐运动图象跟具体运动过程或振动模型联系起来,根据图象画出实际振动或模型的草图,对比分析.
(3)判断简谐运动的回复力、加速度、速度变化的一般思路:根据F=-kx判断回复力F的变化情况;根据F=ma判断加速度的变化情况;根据运动方向与加速度方向的关系判断速度的变化情况.