(2009?上海)彈性繩沿x軸放置,左端位于坐標(biāo)原點,用手握住繩的左端,當(dāng)t=0時使其開始沿y軸做振幅為8cm的簡諧振動,在t=0.25s時,繩上形成如圖所示的波形,則該波的波速為
20
20
cm/s,t=
2.75
2.75
時,位于x2=45cm的質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置.
分析:由波形圖可知該波的波長,由題意結(jié)合圖象可知周期,由波速公式即可求得該波的波速;要求45cm的質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置應(yīng)先求波傳到N的時間,再求從起振到沿y軸正向通過平衡位置的時間.
解答:解:由圖可知,這列簡諧波的波長為20cm,而波傳播四分之一個波長用時0.25s,故周期T=0.25s×4=1s,所以該波的波速v=
λ
T
=
20
1
cm/s=20cm/s
;
從t=0時刻開始到N質(zhì)點開始振動需要時間t1=
x2
v
=
45
20
s=2.25s
,由圖可知,振源的起振方向向下,故從振動到沿y軸正向通過平衡位置需要再經(jīng)過t2=
T
2
=0.5s
,所以當(dāng)t=(2.25+0.5)s=2.75s,質(zhì)點N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置.
故答案為:20;2.75.
點評:本題要求學(xué)生能熟練掌握波動圖象,能由圖象能判出波長、質(zhì)點的起振方向等.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?上海模擬)一個同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系,進(jìn)行了如下實驗:在離地面高度為h的光滑水平桌面上,沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧,其左端固定,右端與質(zhì)量為m的一個小鋼球接觸.當(dāng)彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌子邊緣,如圖所示.讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放,使鋼球沿水平方向射出桌面,小鋼球在空中飛行后落在水平地面上,水平距離為s.
(1)小剛球離開桌面時的速度大小為v=
s
g
2h
s
g
2h
,彈簧的彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式為Ep=
mgs2
4h
mgs2
4h

(2)彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
彈簧的壓縮量x (cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小鋼球飛行的水平距離s (m) 2.01 3.00 4.01 4.96 6.01 7.00
由實驗數(shù)據(jù),可確定彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x的關(guān)系為
C
C
(式中k為比例系數(shù))
(A)Ep=kx     (B)Ep=k
x
   (C)Ep=kx2(D)Ep=k
1
x

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(2009?金山區(qū)二模)蹦極運動員將彈性長繩系在雙腳上,彈性繩的另一端固定在高處的跳臺上,運動員從跳臺上跳下后,會在空中上下往復(fù)多次,最后停在空中.如果把運動員視為質(zhì)點,忽略運動員起跳時的初速度和水平方向的運動,以運動員、長繩和地球作為一個系統(tǒng),規(guī)定繩沒有伸長時的彈性勢能為零,以跳臺處為重力勢能的零點,運動員從跳臺上跳下后,則( 。

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(2009?上海模擬)如圖所示,晾曬衣服的繩子輕且光滑,懸掛衣服的衣架的掛鉤也是光滑的,輕繩兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點,衣服處于靜止?fàn)顟B(tài).如果保持繩子A端位置不變,將B端或桿移動到不同的位置.下列判斷正確的是( 。

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(2009?上海模擬)如圖所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌,O是它們的交點且接觸良好.兩導(dǎo)軌處在同一水平面內(nèi),并置于有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中(圖中經(jīng)過O點的虛線即為磁場的左邊界).導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,并在彈簧S的作用下沿導(dǎo)軌以速度v0向左勻速運動.已知在導(dǎo)體棒運動的過程中,彈簧始終處于彈性限度內(nèi).磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向如圖.當(dāng)導(dǎo)體棒運動到O點時,彈簧恰好處于原長,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r,導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m.求:
(1)導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過O點前,通過它的電流大;
(2)彈簧的勁度系數(shù)k;
(3)從導(dǎo)體棒第一次經(jīng)過O點開始直到它靜止的過程中,導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的熱量.

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