高中物理* 用三角函数表示简谐运动计算题

如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为X=0.1Sin20πt（m），介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。

（1）求简谐横波的波长。
（2）通过分析说明P点的振动加强还是减弱。

如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上部分质点第一次形成的波形图，已知波源O在t＝0时开始从平衡位置沿x轴负方向振动，求：

（1）波源的振动周期；
（2）从t＝0开始至y＝5.4m的质点第二次到达波峰的这段时间内，波源通过的路程。

如图甲所示，在某介质中波源A、B相距d＝20 m，t＝0时两者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v＝1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．
（1）求距A点1米处的质点，在t＝0到t＝22 s内所经过的路程？
（2）求在t＝0到t＝16 s内从A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数？

(12分)如图所示，A、B叠放在光滑水平地面上，B与自由长度为L₀的轻弹簧相连．当系统振动时，A、B始终无相对滑动，已知m_A＝3m，m_B＝m，当振子距平衡位置的位移x＝时，系统的加速度为a，求A、B间摩擦力F_f与位移x的函数关系．

一个物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t＝0时，位移为4 cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示的振动方程．

一个小球和轻质弹簧组成的系统按x₁＝5 sincm的规律振动．
(1)求该振动的周期、频率、振幅和初相．
(2)另一简谐运动的表达式为x₂＝5 sincm，求它们的相位差．

如图所示，A、B两物体的质量都为m，拉A物体的细线与水平方向的夹角为30°时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为k.若悬线突然断开后，A在水平面上做周期为T的简谐运动，当B落地时，A恰好将弹簧压缩到最短，求：

(1)A振动时的振幅；
(2)B落地时速度的大小．

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在坚直平面的A、A′之间来回滑动。A、A′点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ，均小于5°，图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线，且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息，求：（1）容器的半径；（2）小滑块的质量；（3）滑块运动过程中的机械能。（g取10m/s²）

如图甲所示，波源S从平衡位置y＝0处开始竖直向上振动（y轴的正方向），振动周期为T＝0.01 s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v＝80 m/s.经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP＝1.2 m，SQ＝2.6 m

a.求此波的频率和波长；
b.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试在图乙中分别画出P、Q两点的振动图象．

劲度系数为k的轻弹簧上端固定一只质量为m的小球，向下压小球后从静止释放，小球开始做简谐运动。该过程小球的最大加速度是2.8g（g为重力加速度）。求：
⑴简谐运动的振幅大小A；
⑵当小球运动到最低点时，小球对弹簧弹力F的大小和方向；
⑶若弹簧原长为L，则振动过程中弹簧的最大长度L′是多少？

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）