高中物理* 用三角函数表示简谐运动计算题

如图所示，A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d=1m的五个质点，一简谐横波以5m/s的水平速度向右传播，t=0时刻到达质点A且A开始向上振动，其振动周期为0.4s，试求：

①该简谐波的波长;
②自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间.

（1）下列说法正确的是   。
A．做简谐运动的质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定
B．火车若接近光速行驶，我们在地面上看到车厢前后距离变小而车厢的高度不变
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的衍射现象
（2）一简谐横波以10m/s的波速沿x 轴正方向传播。已知t =" 0" 时刻的波形如图，则x="0" 处质点振动方向    (“沿y轴负方向”或“沿y轴正方向”)，从t =0开始计时，x="2m" 处的振动方程为y=     cm 。

（3）如图是一个透明圆柱介质的横截面，B、C 为圆上两点。一束单色光沿AB 方向入射，从C点射出，已知∠ABO＝∠BOC = 120°，真空中光速c = 3×10⁸m/s 。求：

①光在介质的折射率n。
②光在介质中传播速度v。

图甲为一列简谐横波在某一时刻的图象，图乙为平衡位置在1m处的质点P从该时刻开始计时的振动图像，则

①波沿x轴   （填“正”或“负”）方向传播。
②求波速。

如图所示，质量为，倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）被固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐振动,重力加速度为。

（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；
（2）求弹簧的最大伸长量

如图所示， \倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放（物快做简谐运动），且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为。

（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；
（2）物块做简谐运动的振幅是多少；
（3）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（已知做简谐运动的物体所受的恢复力满足 F=—kx）

如图所示，质量为m的物体放在弹簧上，在竖直方向上做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物重的1.5倍，求

（1）该简谐运动的平衡位置在何处？
（2）物体对弹簧的最小压力是多少？
（3）要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？

(1)关于振动和波动，下列说法正确的是     ．（选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）   

A．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关

B．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象

C．可见光只是电磁波中的一小部分，可见光的频率低于X射线的频率

D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度

E．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去
（2）如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃，B、C点为两单色光的射出点（设光线在B、C处未发生全反射）．已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t．

①若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为λ_B、λ_C，试比较λ_B、λ_C的大小关系．
②求从C点射出的单色光由O到C的传播时间t_C．

如图所示，半径R=4m的光滑圆环竖直放置，A点为圆环的最低点，B为圆环的最高点，CDA为光滑斜面，CEA为光滑圆弧面。若斜面CDA长为0.3m，小球由静止开始分别从C点沿光滑斜面CDA和圆弧面CEA滑至A点，时间分别为t₁、t₂，取重力加速度g=π²m/s²，试比较t₁、t₂的大小。

某同学的解题思路如下：
根据机械能守恒，由静止开始分别从C点沿光滑斜面CDA和沿圆弧CEA滑至A点的速度大小相等，而沿斜面CDA滑下的路程较短，所用时间也较短，所以t₁ < t₂。
你认为该同学的解法正确吗？若正确，请计算出t₁、t₂的大小；若不正确，指出错误处并通过计算说明理由。

如图所示,带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为d.若杆上套一带电小环C,带电体A、B和C均可视为点电荷.

(1)求小环C的平衡位置.
(2)若小环C带电量为q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|《d)后静止释放,试判断小环C能否回到平衡位置.(回答“能”或“不能”即可)
(3)若小环C带电量为-q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|《d)后静止释放,试证明小环C将作简谐动.(提示：当α《1时,则≈1-nα)

如图所示的弹簧振子，放在光滑水平桌面上，O是平衡位置，振幅A=2cm，周期T=0.4s．
(1)若以向右为位移的正方向，当振子运动到右方最大位移处开始计时，试画出其振动一个周期的振动图像；
(2)若从振子经过平衡位置开始计时，求经过2.6s小球通过的路程？

如图所示,劲度系数为k的弹簧上端固定在天花板上的O点,下端挂一质量为m的物块,物块静止后,再向下拉长弹簧,然后放手,弹簧上下振动,试说明物块的振动是简谐运动.

(8分)水平杆上振动的弹簧振子，如下图所示，在AB范围内做简谐振动，已知AB间的距离为16cm，振子从A开始运动到第二次经过O的时间为3s，不计球与杆间的摩擦，（取向右为正）求：

（1）弹簧振子的振幅是多少？
（2）弹簧振子在6s内通过的路程是多少？
（3）若从弹簧振子在A处开始计时，弹簧振子在8s时的位移是多少？
（4）若从弹簧振子在A处开始计时，请在下图中作出该振子简谐运动的x-t图像。

弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.20 s时，振子速度第一次变为－v；在t＝0.50 s时，振子速度第二次变为－v.
(1)求弹簧振子振动周期T.
(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.00 s内通过的路程．
(3)若B、C之间的距离为25 cm.从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象．

一列简潜横波，如图中的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象。

①假定波向左传播，求它传播的可能距离；
②若这列波向右传播，求它的最大周期：
③假定波速是35m/s，求波的传播方向。

一列简谐横波在x轴线上传播着，在t₁=0和t₂=0.005s时的波形曲线如图所示：

⑴横波的波长是多大？振幅A是多大？
⑵设周期大于(t₂ – t₁)，如果波向左传播，波速多大？
⑶设周期小于(t₂ – t₁)，且波速为6800m/s，求波的传播方向.