如图所示,一水平弹簧振子在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动,O为平衡位置.已知振子由完全相同的P、Q两部分组成,彼此栓接在一起.当振子运动到B点的瞬间,将P拿走,则以后Q的运动和拿走P之前比较有(  )A. Q的振幅增大,通过O点时的速率增大B. Q的振幅减小,通过O点时的速率减小C. Q的振幅不变,通过O点时的速率增大D. Q的振幅不变,通过O点时的速率减小

问题描述:

如图所示,一水平弹簧振子在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动,O为平衡位置.已知振子由完全相同的P、Q两部分组成,彼此栓接在一起.当振子运动到B点的瞬间,将P拿走,则以后Q的运动和拿走P之前比较有(  )
A. Q的振幅增大,通过O点时的速率增大
B. Q的振幅减小,通过O点时的速率减小
C. Q的振幅不变,通过O点时的速率增大
D. Q的振幅不变,通过O点时的速率减小

振幅为偏离平衡位置的最大距离,即为速度为零时的位移大小,振子到B点时速度为零,OB间距等于振幅,此时撤去P物体,速度仍然为零,故振幅不变;
简谐运动中势能和动能之和守恒,到达B点时,动能为零,弹性势能最大,此时撤去P物体,系统机械能不变,回到O点时动能不变,根据Ek=

1
2
mv2,振子质量减小,速率一定增加;
故选C.
答案解析:简谐运动中势能和动能之和守恒,振幅为偏离平衡位置的最大距离,根据动能表达式判断通过O点时的速率变化情况.
考试点:简谐运动的回复力和能量.

知识点:本题关键明确两点:①弹簧振子振动过程中系统机械能守恒;②振幅为偏离平衡位置的最大距离.