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理工大学物理习题册答案(简谐振动)

简谐振动
1. 一质点作谐振动,振动方程为X=6COS (8πt+π/5)
cm,则t=2秒时的周相为81π/5 rad ,质点第一次回到
平衡位置所需要的时间为
3/80 (s)
X
2. 一弹簧振子振动周期为T 0,若将弹簧剪去一半,则此
弹簧振子振动周期T 和原有周期
T 0之间的关系是T=02
2T
K=2K 0 m, k m,2k
m
k =ω (弹簧的质量忽略不计)
3. 如图以余弦函数表示的谐振动曲线,则其初周相φ0=
-π/3(5π/3),P 时刻的周相为 0(2π)
也可用x 0=Acos 0ϕ v 0=-Asin 0ϕ 0ϕ⇒
P 时刻的周相比t=0时刻的大,但它们的差值为
ωt+0ϕ-0ϕ=ωt , t 小于T/4, 所以差值小于π/2。

4.一个沿X 轴作谐振动的弹簧振子,振幅为A ,周期为T ,振动方程用余弦函数表示,如果在t=0时,质点的状态分别是:
(A )X 0=-A ; (B )过平衡位置向正向运动
(C )过X 0=A/2处向负向运动;
(D
)过X 0=-
A/2向正向运动。

(A )π
(B )-π/2
(C )π/3
(D )5π/4
)t T
2cos(A x 0ϕ+π=4. 一质量为0.2kg 的质点作谐振动,其运动方程为:
X=0.60COS(5t -π/2) (SI).
求(1)质点的初速度;
(2)质点在正向最大的位移一半处所受所的力。

解: (1) V=dX/dt=-3Sin(5t -π/2)
所以V 0=3m.S -1 1/2
(2)a=dV/dt=-15Cos(5t-π/2)
根据题意 Cos(5t -π/2)=1/2 X=1/2 A 所以a=-7.5 F=ma=-1.5N。

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