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9. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向上为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是( )
题图
A.t=0时,弹簧弹力为0
B.t=0.2s时,手机位于平衡位置上方
C.从t=0至t=0.2s,手机的动能增大
D.a随t变化的关系式为a=4sin(2.5πt) m/s²
【答案】D
【详解】由a-t图像为正弦曲线可知:
- 振幅 Aₐ = 4 m/s²,周期 T = 0.8 s(由a = 4 sin(2.5πt)得 T = 2π/2.5π = 0.8 s)
- 加速度最大时在最大位移处(t = 0.2 s, 0.6 s 等)
- 加速度为零时在平衡位置(t = 0, 0.4 s, 0.8 s 等)
各选项分析:
A.t=0 时弹簧弹力为0 — 错误。t=0 时加速度为0,说明合力为0,弹簧弹力等于重力(F_弹=mg),不为零。
B.t=0.2s 时手机位于平衡位置上方 — 错误。t=0.2s = T/4 时加速度达到正向最大值(向上最大),说明手机位于平衡位置下方最低点。
C.从 t=0 至 t=0.2s 动能增大 — 错误。t=0 在平衡位置速度最大,t=0.2s 在最大位移处速度为0,动能减小。
D.a 随 t 的关系式为 a = 4 sin(2.5πt) m/s² — 正确。振幅4、角频率ω=2.5πrad/s、周期0.8s,与图乙完全吻合。
【来源】2024年北京高考真题物理【分值】3 分【题型】单选题【难度】★★★☆☆