高中物理* 用三角函数表示简谐运动综合题

如图所示，abc为固定在水平面上的光滑圆弧轨道，b点为最低点，O为圆心，弧abc所对圆心角小于5°，现将甲球由O点、乙球由a点同时由静止释放（把两球视为质点），若不计空气阻力，哪个球先到达b点？

如图所示，一质量为M的塑料球形容器，在A处与水平面接触．它的内部有一直立的轻弹簧，弹簧下端固定于容器内的底部，上端系一带正电、质量为m的小球，小球在竖直方向振动，当加一向上的匀强电场后，弹簧正好在原长时，小球恰好有最大速度．在振动过程中球形容器对桌面的最小压力为零，求小球振动的最大加速度和容器对桌面的最大压力．

一皮带传动装置如图所示，皮带的速度v足够大.一根质量不计、劲度系数为k的弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带间的动摩擦因数为μ.当滑块放到皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自由长度，则当弹簧第一次伸长到最大时，滑块与皮带间所产生的热量是多少？

（1）.下列说法正确的是        （   ）

A．回复力一定是振动物体所受的合外力

B．弹簧振子振动过程中，速度增大时，加速度一定减小

C．声源与观察者相互接近时，观察者接收到的声波的频率会降低

D．光密介质的密度一定大于光疏介质的密度

（2）.玻璃半圆柱体的半径为R，横截面如图所示，圆心为O，A为圆柱体上一点，光束1指向圆心，方向与AO夹角为30°，光束2的入射点为B，方向与底面垂直，∠AOB = 60°，已知玻璃对这种光的折射率。求：两束光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d。

如图所示，在水平气垫导轨上固定一立柱，轻弹簧的劲度系数为k＝40N/m，它的一端连接在立柱上，另一端与滑块A相连，在A上还放着另一重物B，已知A．B的质量分别为M＝0.5kg和m＝0.3kg，A．B间的最大静摩擦力等于f_m＝1.5N．
①现用外力拉动A．B一起从平衡位置向右移动8cm, 从静止释放后一起做简谐运动，求A．B间的静摩擦力最大多大？
②整个系统的振幅最大多大，能保证A．B间没有相对滑动？

一简谐波的波源在坐标原点o处，经过一段时间振动从o点向右传播20cm到Q点，如图6-7所示，P点离开o点的距离为30cm，试判断P质点开始振动的方向。

如图所示，质量为m的木块放在弹簧上，与弹簧一起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体重力的1.5倍，则

（1）物体对弹簧的最小压力是多大?（2）要使物体在振动中不离开弹簧，振幅最大为A的多少倍?

如图所示，水平地面上有一个圆弧形凹槽，凹槽的水平宽度为D．圆弧的半径为r，已知d＜r．在凹槽最低点的正上方有一小球B，在凹槽的最高点处有一小球A，两球都可以看作质点，并且同时从静止开始释放，问B球与凹槽的距离h满足怎样的关系，两球会在凹槽的最低点处相遇．

光滑水平面上的弹簧振子，质量为50g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t=0.2s时振子第一次通过平衡位置，此时速度为4m/s，则在t=1.2s时，弹簧的弹性势能为多大？该弹簧振子做简揩运动时其动能的变化频率是多大？

如图所示，AB为竖直平面半径R=4m的光滑圆弧形轨道，轨道A点的切线为水平方向，且AB弧所对圆心角为37°，质量=100g的小球自B点由静止开始下滑，滑至A点与原静止的质量为m2的小球发生正碰，碰后获得2m/s的速度，而则以碰前速率的1/10反向弹回，求：
(1)小球的质量;
(2)若A点距地面为H=1.8m，则两球落地的时间差约为多少秒?(sin37°=0.6，cos37°=0.8)

（1）如图a所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的Q’、P’、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为lm，t＝0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图像如b所示，当O点第一次达到正方向最大位移时刻，P点刚开始振动，则_______。（填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．P’、P两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反

B．当Q’点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经走过25cm路程

C．当波在绳中传播时，绳中所有质点沿x轴移动的速度大小相等且保持不变

D．若O质点振动加快，周期减为2s，则O点第一次达到正方向最大位移时刻，P点也刚好开始振动

（2）如图所示，一小孩站在宽6m的河边，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树，树的正下方河底有一块石头，小孩向河面看去，可同时看到树顶和石头两者的像，并发现两个像重合，若小孩的眼睛离河面高为1．5m，河水的折射率为，试估算河水深度。

如图11-1-6所示，一块涂有碳黑的玻璃板，质量为2 kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上做匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5 Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，量得OA＝1 cm，OB＝4 cm，OC＝9 cm.求拉力F的大小（g＝10 m/s²）.

图11-1-6

如图1-1-11为竖直方向的弹簧振子，试在图中标出平衡位置及两端点，说出这三点振子的受力特点，加速度、位移、速度特点，并总结在一次振动中振子的运动规律.

图1-1-11

一质点在平衡位置附近做简谐运动，从它经过平衡位置开始计时，经过0.13 s质点首次经过M点，再经过0.1 s第二次经过M点，则质点做往复简谐运动的周期的可能值是多大？