【知识点详解】
1. **简谐运动的基本概念**:简谐运动是指物体在某一平衡位置附近往复运动,它的加速度与位移成正比,方向指向平衡位置。质点在A、B间做简谐运动,从0第一次运动到B,历时1s,路程为6cm,可以推断出其振动的频率和振幅。
2. **振动周期和振幅**:题目中提到的1s时间内质点走过6cm路程,但并未明确是半个周期还是整个周期。如果6cm是半个周期的路程,那么周期T=2s;如果是整个周期的路程,则T=1s。由于质点从0到B是单程,因此更可能6cm是半个周期的路程,所以T=2s。振幅是质点偏离平衡位置的最大距离,题中未给出,无法直接计算。
3. **简谐运动性质**:简谐运动中,振幅增加,周期并不变,因此物体振动的周期仍为T,一个周期内通过的路程会是原来的2倍。
4. **加速度与位移的关系**:简谐运动中加速度a与位移x的关系是a=-kx/m,其中k是回复力常数,m是质量。加速度a与位移x成正比且方向相反,因此选项A符合要求。
5. **摩擦力与简谐运动**:在光滑水平面上做简谐运动的物体,当离开平衡位置的位移为x时,根据牛顿第二定律,弹簧的拉力等于摩擦力和重力的合力,即f=kx-mg,因此摩擦力f=kx。
6. **摆动周期**:考虑小球在不同角度下的摆动,周期T=2π√(l/g),其中l是摆长,g是重力加速度。题目中提到的三角形结构中,小球在垂直纸面方向的小角度摆动,摆长l=L,周期T1=2π√(L/g);而在纸面内小角度摆动,摆长l=L/2,周期T2=2π√(L/2g),因此T1>T2。
7. **改变周期的方法**:小球在光滑弧形槽内的运动类似简谐运动,其周期与半径R有关,周期T=2π√(R/g)。要增大周期,应增大R,故选项C正确。
8. **单摆摆动分析**:根据单摆周期公式T=2π√(L/g),小钉使得摆长变化,根据图片中的信息,可以求解小钉与悬点的距离,但题目中未给出具体数据,因此无法直接计算。
9. **波的传播**:根据波的传播方向和波形,可以判断P点到达波谷的时间。但题目中未提供具体数据,所以无法确定哪个波最先使P点达到波谷。
10. **波形图识别**:根据波源S的起振方向和波速,结合P、Q两点的位置,可以判断正确的波形图,但题目中并未提供足够的信息来确定具体哪一幅是正确的。
11. **简谐运动的特点**:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,两者都与位移成正比且方向相反;速度v=dx/dt不是恒定的,而是随时间作周期性变化。因此,选项A和D正确。
12. **受迫振动与共振曲线**:共振曲线显示了驱动力频率与振幅的关系,共振发生在驱动力频率等于固有频率时。从曲线可以看出,单摆的固有周期约为2s,摆长与固有频率成反比,所以摆长增大,固有频率减小,共振曲线的峰值将向左移,因为驱动频率需降低才能达到共振。
13. **波动图象分析**:波动图象可以读出波的振幅、周期和波长,而振动图象给出了单个质点的运动状态。根据题中信息,可以判断波的传播速度、方向以及质点P的运动,但没有足够信息计算质点P的位移。
14. **简谐横波的分析**:从波形图的变化可以判断波的传播方向和周期,以及质点a在特定时间内的状态。根据波的速度和波形变化,可以计算出质点a的运动情况。
15. **波的传播和质点运动**:最后一题涉及到波的传播速度和质点在波上的运动,需要分析两个不同时刻的波形图以理解波的性质和质点的动态。
总结,这些题目涵盖了简谐运动、振动与波动的基础知识,包括周期、振幅、加速度与位移的关系、摩擦力、摆动周期、波的传播方向、受迫振动的共振曲线以及波动图象的分析。掌握这些知识点对于理解和解答物理问题至关重要。