12.[解析]表如下质点PQMN到S1的距离3l 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图甲所示.

质点A振动的周期是________s;t=8 s时,质点A的运动沿y轴的________方向(填“正”或“负”);质点B在波的传播方向上与A相距16 m.已知波的传播速度为2 m/s,在t=9 s时,质点B偏离平衡位置的位移是________ cm.

 

(2)图乙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r=11 cm的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10 cm.若已知水的折射率n=,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)

【解析】:(1)由图知T=4 s,因位移图线的斜率表示速度,且在t=8 s=2T时质点振动状态与t=0时相同,则由图可知t=0时图线斜率为正,速度沿y轴正向.在t=9 s时由图线知质点A处于正向最大位移处.再由Δt==8 s=2TB的振动状态与质点A相差两个周期,所以同一时刻两质点相对平衡位置的位移相同,即也为10 cm.

图10

(2)设照片圆形区域的实际半径为R,运动员的实际长为L

由折射定律nsinα=sin90°

几何关系sinα=,=

h=·r

L=2.2 m,解得h=2.1 m(1.6~2.6 m都算对)

 

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某同学利用焊有细钢针的音叉(固有频率f0)、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测定重力加速度.他的实验步骤有:

A.将熏有烟灰的金属片静止悬挂,调整音叉的位置,使音叉不振动时,针尖刚好能水平接触金属片,如图甲所示.

B.轻敲音叉,使它振动,同时烧断悬线,使金属片自由下落.

C.从金属片上选取针尖划痕清晰的一段,从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为BCDEFGH,测出它们相邻点之间的距离分别为b1b2b3b4b5b6,如图乙所示.

 

(1)推导计算重力加速度的表达式:__________.

(2)金属片自由下落后(不计针尖与金属片间的摩擦),图丙中三幅图中,你认为针尖在金属片上的划痕正确的是__________.

(3)若从悬线烧断瞬间开始计时,钢针开始向左振动,且设向左位移为正,钢针振幅为A,金属片下落h时,钢针对平衡位置的位移y的表达式为y=__________.

【解析】:(1)乙图中相邻点间的时间间隔是音叉振动周期的一半,用T表示,则有T=.金属片自由下落是自由落体运动,所以有

g1=,g2=,g3

g==(b6b5b4b3b2b1)f

(2)由于金属片是自由落体运动,速度会越来越大,故选项A、B是不正确的,选项C是符合要求的.

(3)因为音叉振动是简谐运动,故针离开平衡位置的位移变化符合正弦规律变化,考虑到针的开始运动方向与规定的方向相同,故有yAsin.

 

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某同学利用焊有细钢针的音叉(固有频率f0)、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测定重力加速度.他的实验步骤有:

A.将熏有烟灰的金属片静止悬挂,调整音叉的位置,使音叉不振动时,针尖刚好能水平接触金属片,如图甲所示.

B.轻敲音叉,使它振动,同时烧断悬线,使金属片自由下落.

C.从金属片上选取针尖划痕清晰的一段,从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为BCDEFGH,测出它们相邻点之间的距离分别为b1b2b3b4b5b6,如图乙所示.

 

(1)推导计算重力加速度的表达式:__________.

(2)金属片自由下落后(不计针尖与金属片间的摩擦),图丙中三幅图中,你认为针尖在金属片上的划痕正确的是__________.

(3)若从悬线烧断瞬间开始计时,钢针开始向左振动,且设向左位移为正,钢针振幅为A,金属片下落h时,钢针对平衡位置的位移y的表达式为y=__________.

【解析】:(1)乙图中相邻点间的时间间隔是音叉振动周期的一半,用T表示,则有T=.金属片自由下落是自由落体运动,所以有

g1=,g2=,g3

g==(b6b5b4b3b2b1)f

(2)由于金属片是自由落体运动,速度会越来越大,故选项A、B是不正确的,选项C是符合要求的.

(3)因为音叉振动是简谐运动,故针离开平衡位置的位移变化符合正弦规律变化,考虑到针的开始运动方向与规定的方向相同,故有yAsin.

 

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(1)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图甲所示.

质点A振动的周期是________s;t=8 s时,质点A的运动沿y轴的________方向(填“正”或“负”);质点B在波的传播方向上与A相距16 m.已知波的传播速度为2 m/s,在t=9 s时,质点B偏离平衡位置的位移是________ cm.

 

(2)图乙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r=11 cm的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10 cm.若已知水的折射率n=,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)

【解析】:(1)由图知T=4s,因位移图线的斜率表示速度,且在t=8 s=2T时质点振动状态与t=0时相同,则由图可知t=0时图线斜率为正,速度沿y轴正向.在t=9 s时由图线知质点A处于正向最大位移处.再由Δt==8s=2TB的振动状态与质点A相差两个周期,所以同一时刻两质点相对平衡位置的位移相同,即也为10 cm.

图10

(2)设照片圆形区域的实际半径为R,运动员的实际长为L

由折射定律nsinα=sin90°

几何关系sinα=,=

h=·r

L=2.2 m,解得h=2.1 m(1.6~2.6 m都算对)

 

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如图为一列横波某时刻的波形图,已知该波沿+x方向连续传播,传播速度为2 m/s.

(1)求波上质点P的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象.

 (2)如图所示,在探究共振现象的实验中发现:当作用在装置上MN间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时,MN间五个单摆中D摆恰好发生共振.现测得D摆摆线长l=99.6 cm.摆球的直径d=0.8 cm,求当地重力加速度g.(结果取两位有效数字)

【解析】:(1)由图象可以看出:λ=4 m.

T=可解得:T==s=2 s.

由于t=0时刻P点向上振动,则P点的振动图象如图所示:

(2)由T=2π得:g

Ll

联立可得:

g=m/s2

=9.9 m/s2.

 

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