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19.质点P以O点为平衡位置从O点开始向上做简谐运动,同时质点Q也从O点被竖直向上抛,它们恰好同时到达最高点,且高度相同.在此过程中,两质点在同一时刻的瞬时速度vP和vQ的关系是(  )
A.vP>vQB.先vP>vQ,后vP<vQC.vP<vQD.先vP<vQ,后vP>vQ

分析 质点P以O点为平衡位置在竖直向上作简谐振动,加速度逐渐增大,质点Q做匀减速运动,加速度一定,作出两质点的速度时间图象,根据位移和加速度关系,分析速度的大小关系.

解答 解:质点P以O点为平衡位置竖直向上作简谐运动,质点Q也从O点被竖直上抛,作出v-t图象:

A、由情况1图可知,由于v-t图象与时间轴包围的面积表示位移,故vP始终大于vQ是不可能的;故A错误;
B、P以O点为平衡位置在竖直向上作简谐振动,加速度逐渐增大,而质点Q做匀减速运动,所以若开始时P的速度比较大,则P的速度一直比较大,运动的情况如图情况1.故B错误;
C、由于v-t图象与时间轴包围的面积表示位移,故vP始终小于vQ是不可能的.故C错误;
D、P以O点为平衡位置在竖直向上作简谐振动,加速度逐渐增大,而质点Q做匀减速运动,所以若开始时Q的速度比较大,则P的速度在后来可以比P大;由v-t图象与时间轴包围的面积表示位移,如图情况2,所以先vP<vQ,后vP>vQ,最后它们的速度都是0,故vP=vQ.故D正确.
故选:D

点评 本题根据公式很难比较两个质点速度的大小,通过作速度-时间图象直观反映出速度的大小关系.作图时要抓住两质点加速度的特点和位移相等的条件.

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