Механические колебания

Вводные легкие задачи

  • На рисунке приведён график зависимости координаты колеблющегося тела от времени. Чему равна частота колебаний тела?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Шарик, подвешенный на пружине, сместили вертикально вниз на расстояние 0,1 м от положения равновесия и отпустили с начальной скоростью, равной нулю. Какова частота колебаний шарика, если путь 0,2 м он пройдёт за 0,25 с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Пружинный маятник совершает незатухающие колебания с периодом 0,5 с. В момент времени t=0 отклонение груза маятника от положения равновесия максимально. Сколько раз кинетическая энергия маятника достигнет своего максимального значения к моменту времени 2 с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Математический маятник с периодом колебаний 4 с отклонили на небольшой угол от положения равновесия и отпустили из состояния покоя (см. рисунок). Через какое время после этого потенциальная энергия маятника в первый раз достигнет минимального значения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В момент времени \(t_0\) груз нитяного маятника, имеющего период колебаний T=1,2 с, проходит через положение равновесия (см. рисунок). За какой промежуток времени с момента \(t_0\) он проходит путь, равный двум амплитуда колебаний?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Амплитуда свободных вертикальных колебаний груза на пружине равна 5 см. Какой путь прошёл груз за 3 периода колебаний?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Математический маятник

  • Во сколько раз увеличится частота малых свободных колебаний математического маятника, если длину его нити уменьшить в 9 раз, а массу его груза увеличить в 4 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В первой серии опытов исследовались малые свободные колебания груза на нити некоторой длины. Затем этот же груз закрепили на нити больше длины. Максимальные углы отклонения нити от вертикали в опытах одинаковые. Как при переходе от первой серии опытов ко второй изменяется период и амплитуда свободных колебаний груза?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийАмплитуда колебаний

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Определите первоначальную длину математического маятника, если известно, что при уменьшении длины маятника на 5 см период колебаний изменился в 1,5 раза.

Пружинный маятник

  • В школьной лаборатории изучают свободные вертикальные колебания пружинного маятника при различных значениях массы маятника. Как изменится период колебаний маятника и период изменения его потенциальной энергии, если увеличить массу маятника, не изменяя жёсткость пружины?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийПериод изменения потенциальной энергии

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На гладком горизонтальном столе пружинный маятник совершает свободные незатухающие колебания. Затем пружину заменяют на пружину больше жёсткости, а амплитуду колебаний оставляют неизменной. Как изменятся при этом период колебаний и максимальная потенциальная энергия маятника?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийМаксимальная потенциальная энергия маятника

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Период вертикальных свободных колебаний пружинного маятника равен 0,5 с. Каким станет период свободных колебаний этого маятника, если массу груза маятника увеличить в 2 раза, а жёсткость пружины вдвое уменьшить?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Груз, подвешенный на пружине жесткостью 400 Н/м, совершает вертикальные свободные гармонические колебания. Какой должна быть жёсткость пружины, чтобы частота колебаний этого же груза увеличилась в 2 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон сохранения энергии

  • На рисунке представлен график изменения со временем кинетической энергии. Чему равна потенциальная энергия в момент, соответствующий точке A на графике?

  • Шар массой 300 г колеблется с амплитудой 6 см на пружине жесткостью 200 Н/м. Найдите скорость шара в точке с координатой 2 см.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Тело совершает гармонические колебания вдоль оси Ox. В таблице приведены координаты этого тела через равные промежутки времени. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о характере движения тела.

    t, с00,20,40,60,81,01,2
    x, см0242024

    1) Частота колебаний тела равна 2,5 Гц.

    2) В момент времени 0,4 с модуль ускорения тела максимален.

    3) Амплитуда колебаний тела равна 4 см.

    4) В момент времени 10 с тело проходит положение равновесия.

    5) В момент времени 0,6 с тело обладает максимальной потенциальной энергией.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке приведены зависимости от времени координат двух колеблющихся тел 1 и 2, прикреплённых к одинаковым пружинам. Выберите все верные утверждения о движении тел. Сплошной линии изображены колебания груза \(m_1\), пунктиром – тела \(m_2\). Выберите все верные утверждения о движении тел.

    1) Периоды колебаний тел одинаковы.

    2) Амплитуды колебаний тел одинаковы.

    3) Масса тела 1 в два раза меньше массы тела 2.

    4) Максимальная кинетическая энергия груза 1 в четыре раза больше, чем максимальная кинетическая энергия груза 2.

    5) Максимальные потенциальные энергии пружин одинаковы.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает свободные вертикальные колебания с периодом T и амплитудой \(x_0\). Что произойдёт с периодом и максимальной потенциальной энергией пружины, если при неизменной амплитуде уменьшить массу груза?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийМаксимальная потенциальная энергия пружины

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Подвешенный на пружине груз совершает свободные вертикальные гармонические колебания. Груз заменили на другой, масса которого больше, оставив пружину и амплитуду колебаний неизменными. Как при этом изменится частота свободных колебаний груза и его максимальная скорость?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Частота свободных колебаний грузаМаксимальная скорость груза

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Остальные задачи

  • На рисунке изображена зависимость амплитуды установившихся колебаний маятника от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая). Во сколько раз увеличилась максимальная скорость маятника при переходе от частоты 0,5 Гц к чистоте 1 Гц?

  • Точечное тело совершает гармонические колебания, двигаясь вдоль прямой линии. Школьник построил график зависимости координаты x этого тела от времени t (показан на рисунке). Чему равна максимальная скорость движения тела?

  • Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону \(x=A\sin\left(\frac{2\pi}Tt\right)\), где период T=1 с. Через какое минимальное время, начиная с момента t=0, потенциальная энергия маятника достигнет половины своего максимума?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.