大學(xué)物理學(xué)第三版上課后習(xí)題5答案詳解

1、習(xí)題習(xí)題55.1選擇題(1)一物體作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)方程為，則該物體在時(shí))2cos(????tAx0?t刻的動(dòng)能與（T為振動(dòng)周期）時(shí)刻的動(dòng)能之比為：8Tt?(A)1：4（B）1：2（C）1：1(D)2：1[答案：D](2)彈簧振子在光滑水平面上作簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，彈性力在半個(gè)周期內(nèi)所作的功為(A)kA2(B)kA22(C)kA24(D)0[答案：D](3)諧振動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置的位移等于(A)(B)4A?2A?(C)(D)23A?2

2、2A?[答案：D]5.2填空題(1)一質(zhì)點(diǎn)在X軸上作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅A＝4cm，周期T＝2s，其平衡位置取作坐標(biāo)原點(diǎn)。若t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)第一次通過(guò)x＝－2cm處且向X軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)第二次通過(guò)x＝－2cm處的時(shí)刻為____s。[答案：]23s(2)一水平彈簧簡(jiǎn)諧振子的振動(dòng)曲線如題5.2(2)圖所示。振子在位移為零，速度為－?A、加速度為零和彈性力為零的狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于曲線上的____________點(diǎn)。振子處在位移的絕對(duì)值為A、速度為零、加速

3、度為－?2A和彈性力為－KA的狀態(tài)，則對(duì)應(yīng)曲線上的____________點(diǎn)。題5.2(2)圖[答案：b、f；a、e](3)一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)范圍的中心點(diǎn)為x軸的原點(diǎn)，已知周期為T，振幅為A。令，則有Rg?2?222d0dt?????5.4彈簧振子的振幅增大到原振幅的兩倍時(shí)，其振動(dòng)周期、振動(dòng)能量、最大速度和最大加速度等物理量將如何變化？解：彈簧振子的振動(dòng)周期、振動(dòng)能量、最大速度和最大加速度的表達(dá)式分別為222122mmmTEk

4、AkvAaA??????????所以當(dāng)振幅增大到原振幅的兩倍時(shí)，振動(dòng)周期不變，振動(dòng)能量增大為原來(lái)的4倍，最大速度增大為原來(lái)的2倍，最大加速度增大為原來(lái)的2倍。5.5單擺的周期受哪些因素影響？把某一單擺由赤道拿到北極去，它的周期是否變化？解：?jiǎn)螖[的周期為22lTg?????因此受擺線長(zhǎng)度和重力加速度的影響。把單擺由赤道拿到北極去，由于擺線長(zhǎng)度不變，重力加速度增大，因此它的周期是變小。5.6簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度和加速度在什么情況下是同號(hào)的？在什么

5、情況下是異號(hào)的？加速度為正值時(shí)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速率是否一定在增大？解：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度和加速度的表達(dá)式分別為020sin()cos()vAtaAt????????????當(dāng)同號(hào)時(shí)，即位相在第1或第3象限時(shí)，速度和加速度同00sin()cos()tt??????與號(hào)；當(dāng)異號(hào)時(shí)，即位相在第2或第4象限時(shí)，速度和加速00sin()cos()tt??????與度異號(hào)。加速度為正值時(shí)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速率不一定增大。5.7質(zhì)量為的小球與輕彈簧組成的系統(tǒng)，按的