1.某沿水平方向振动的弹簧振子在0~6 s内做简谐运动的振动图像如图所示,由图可知( )
A.该振子的振幅为5 cm,振动周期为6 s
B.第3 s末振子的速度沿x轴负方向
C.第3 s末到第4 s末的过程中,振子做减速运动
D.该振子的位移x和时间t的函数关系x=5sint+cm
【答案】C 【解析】根据图像可知,第3 s末振子经过平衡位置向正方向运动,B错误;第3 s末振子处于平衡位置处,速度最大,则第3 s末到第4 s末的过程中,振子做减速运动,C正确;由振动图像可得:振幅A=5 cm,周期T=4 s,初相φ=,则圆频率ω== rad/s,故该振子做简谐运动的表达式为x=5sint+,A、D错误.
2.(2021届重庆十一中检测)一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置第一次运动到x=处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动到x=处所用的最短时间为t2,那么下列关于t1与t2的大小关系正确的是( )
A.t1=t2 B.t1<t2
C.t1>t2 D.t1=2t2
【答案】B 【解析】根据振子远离平衡位置时速度减小,靠近平衡位置时速度增大,可知振子从平衡位置第一次以最短时间运动到x=A处的平均速度大于从最大正位移处第一次运动到x=A处的平均速度,而路程相等,则t1<t2,故A、C、D错误,B正确.
3.两个简谐运动图像如图所示,则有( )
A.A比B超前
B.A比B落后
C.A比B超前π
D.A比B落后π
【答案】B 【解析】A、B简谐运动的表达式分别为xA=Asint,xB=Acost=Asint+,所以Δφ=-0=,则A的相位比B的相位落后,B正确.
4.(多选)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asin,则质点( )
A.第1 s末与第3 s末的位移相同
B.第1 s末与第3 s末的速度相同
C.3 s末至5 s末的位移方向都相同
D.3 s末至5 s末的速度方向都相同
【答案】AD 【解析】由关系式可知,将t=1 s和t=3 s代入关系式中求得两时刻位移相同,A正确.画出对应的位移—时间图像,由图像可以看出,第1 s末和第3 s末的速度方向不同,B错误.由图像可知,3 s末至5 s末的位移大小相同,方向相反,C错误.由图像可知,3 s末至5 s末的速度是大小相同,方向也相同,D正确.