2019年高考物理总复习鸭3_4第1课时机械振动课时训练教科版
高考物理总复习选考部分第1讲机械振动课时作业新人教版选修3_4
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【与名师对话】高考物理总复习 选考部分 第1讲 机械振动课时作业 新人教版选修3-41.若物体做简谐运动,则下列说法中正确的是( )A .若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B .物体通过平衡位置时,所受合力为零,回复力为零,处于平衡状态C .物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同D .物体的位移增大时,动能增加,势能减少解析:如图所示,图线中a 、b 两处,物体处于同一位置,位移为负值,加速度一定相同,但速度方向分别为负、正,A 错误,C 正确.物体的位移增大时,动能减少,势能增加,D 错误.单摆摆球通过最低点时,回复力为零,但合力不为零,B 错误.答案:C2.摆长为l 的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(取t =0),当振动至t =3π2lg时,摆球具有负向最大速度,则单摆的振动图象是下图中的( )解析:从t =0时至t =3π2l g ,这段时间为34T ,经过34T 摆球具有负向最大速度,说明在34T 时刻,摆球在平衡位置,且正由平衡位置向负向最大位移处振动,答案为C.答案:C3.一单摆做小角度摆动,其振动图象如右图所示,以下说法正确的是( )A .t 1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小B .t 2时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小C .t 3时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最大D .t 4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大解析:由振动图象可知t 1和t 3时刻摆球偏离平衡位置位移最大,此时摆球速度为0,悬线对摆球拉力最小;t 2和t 4时刻摆球位移为0,正在通过平衡位置,速度最大,悬线对摆球拉力最大,故选项D 正确.答案:D4.一个在y 方向上做简谐运动的物体,其振动图象如图所示.下列关于图(1)~(4)的判断正确的是(选项中v 、F 、a 分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)( )A .图(1)可作为该物体的v -t 图象B .图(2)可作为该物体的F -t 图象C .图(3)可作为该物体的F -t 图象D .图(4)可作为该物体的a -t 图象 答案:C5.(2013·江西重点中学联考)如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动.开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2 Hz.现匀速转动摇把,转速为240 r/min.则( )A .当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5 sB .当振子稳定振动时,它的振动频率是4 HzC .当转速增大时,弹簧振子的振幅增大D 当转速减小时,弹簧振子的振幅增大解析:摇把匀速转动的频率f =n =24060 Hz =4 Hz ,周期T =1f =0.25 s ,当振子稳定振动时,它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等,A 错误,B 正确.当转速减小时,其频率将更接近振子的固有频率2 Hz ,弹簧振子的振幅将增大,C 错误,D 正确.答案:BD6.如图所示,两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz ,乙弹簧振子的固有频率为72 Hz ,当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz 的驱动力作用下做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是( )A .甲的振幅较大,且振动频率为8 HzB .甲的振幅较大,且振动频率为9 HzC .乙的振幅较大,且振动频率为9 HzD .乙的振幅较大,且振动频率为72 Hz答案:B7.如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a 到b 历时0.2 s ,振子经a 、b 两点时速度相同,若它从b 再回到a 的最短时间为0.4 s ,则该振子的振动频率为( )A .1 HzB .1.25 HzC .2 HzD .2.5 Hz答案:B8.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x =A sin π4t ,则质点( )A .第1 s 末与第3 s 末的位移相同B .第1 s 末与第3 s 末的速度相同C .3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D .3 s 末至5 s 末的速度方向都相同解析:由关系式可知ω=π4 rad/s ,T =2πω=8 s ,将t =1 s 和t =3 s 代入关系式中求得两时刻位移相同,A 对;画出对应的位移-时间图像,由图像可以看出,第1 s 末和第3 s 末的速度方向不同,B 错;仍由图像可知,3 s 末至5 s 末的位移大小相同,方向相反,而速度是大小相同,方向也相同.故C 错、D 对.答案:AD9.(2013·新课标全国卷Ⅱ)如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a 、b 两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A 0,周期为T 0.当物块向右通过平衡位置时,a ,b 之间的粘胶脱开;以后小物块a 振动的振幅和周期分别为A 和T ,则A ________A 0(填“>”、“<”或“=”),T ________T 0(填“>”、“<”或“=”).解析:物块通过平衡位置时弹性势能为零,动能最大.向右通过平衡位置,a由于受到弹簧力做减速运动,b 做匀速运动.小物块a 与弹簧组成的系统机械能小于原来系统的机械能,所以小物块a 的振幅减小,A <A 0.新系统中,振子振动的振幅减小,振子质量减小,周期减小,T <T 0.答案:< <10.弹簧振子做简谐运动,t 1时刻速度为v ,t 2时刻速度也为v ,且方向相同.已知(t 2-t 1)小于周期T ,则(t 2-t 1)(v ≠0)( )A .可能大于T 4B .可能小于T 4C .一定小于T2D .可能等于T2解析:如右图所示,弹簧振子在A 、A ′间做简谐运动,O 为平衡位置,C 、C ′分别是OA 和OA ′间的关于O 点对称的两位置.根据对称性,C 、C ′两位置速度大小一定相等,设为v . 若C 对应t 1时刻,C ′对应t 2时刻,在C →O →C ′的过程中,速度均向右,满足(t 2-t 1)<T ,则0<t 2-t 1<T2.可以看出,C 、C ′可无限靠近O ,也可分别无限靠近A 、A ′,即t 2-t 1可小于T 4,也可大于T4,故A 、B 正确.若C ′对应t 1时刻,C 对应t 2时刻,从C ′→A ′→C ′→O →C →A →C 的过程中,C ′、C 的速度满足条件.由图可知T2<t 2-t 1<T ,所以C 、D 不正确.答案:AB11.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,如下图甲所示是一个常用的记录方法,在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P ,在下面放一条白纸带.当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带运动方向与振子振动方向垂直),笔就在纸带上画出一条曲线,如图乙所示.(1)若匀速拉动纸带的速度为1 m/s ,则由图中数据算出振子的振动周期为多少?(2)作出P 的振动图象.(3)若拉动纸带做匀加速运动,且振子振动周期与原来相同,由图丙中的数据求纸带的加速度.解析:(1)由题图乙可知,当纸带匀速前进20 cm 时,弹簧振子恰好完全一次全振动.由v =x t,可得t=x v =0.21s , 所以T =0.2 s ; (2)由题图乙可以看出P 的振幅为2 cm ,振动图象如右图所示.(3)当纸带做匀加速直线运动时,振子振动周期仍为0.2s ,由丙图可知,两个相邻0.2 s 时间内,纸带运动的距离分别为0.21 m 、0.25 m ,由Δx =aT 2, 得a =0.25-0.210.22m/s 2=1.0 m/s 2. 答案:(1)0.2 s (2)见解析 (3)1.0 m/s 212.如右图所示,有一个摆长为l 的单摆,现将摆球A 拉离平衡位置一个很小的角度,然后由静止释放,A 摆至平衡位置P 时,恰与静止在P 处的B 球发生正碰,碰后A 继续向右摆动,B 球以速度v 沿光滑水平面向右运动,与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回,当B 球重新回到位置P 时恰与A 再次相遇,求位置P 与墙壁间的距离d .解析:摆球A 做简谐运动,当其与B 球发生碰撞后速度改变,但是摆动的周期不变.而B 球做匀速直线运动,这样,再次相遇的条件为B 球来回所需要的时间为单摆半周期的整数倍:2d /v =n (T /2)(其中n =1、2、3…)由单摆周期公式T =2πl g得 d =nv π2lg(其中n =1、2、3…). 答案:nv π2lg(其中n =1、2、3…)。
高考物理总复习选考3-4第2课时机械波课时训练教科版(2021年整理)
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第2课时机械波1.(2018·浙江温州乐清芙蓉中学月考)分析下列物理现象:(1)夏天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝;(2)“闻其声而不见其人";(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分别属于波的( A )A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B。
折射、衍射、多普勒效应、干涉C。
反射、折射、干涉、多普勒效应D。
衍射、折射、干涉、多普勒效应解析:夏天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,是由于声音在云层间来回传播,这是声音的反射;“闻其声而不见其人”,听到声音,却看不见人,这是声音的衍射;围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,音叉发出两个频率相同的声波相互叠加,从而出现加强区与减弱区.这是声音的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高。
音调变高就是频率变高,因此这是多普勒效应,综合以上分析,A正确.2.(2018·黑龙江牡丹江期中)(多选)关于机械波的说法中,正确的是( BC )A。
产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化B.产生干涉现象时,介质中振动加强的点振动能量最大,减弱点振动能量可能为零C。
2019届高考物理一轮复习第十四单元鸭部分14_1机械振动配套课件新人教版选修3_4
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(多选)如图,轻弹簧上端固定,下端连接一 小物块,物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正 方向,物块简谐运动的表达式为 y=0.1sin(2.5π t)m.t= 0 时刻,一小球从距物块 h 高处自由落下;t=0.6 s 时, 小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度的大小为 g = 10 m/s2.以下判断正确的是( A.h=1.7 m B.简谐运动的周期是 0.8 s C.0.6 s 内物块运动的路程是 0.2 m D.t=0.4 s 时,物块与小球运动方向相反 )
二、描述简谐运动的物理量
物理量 振幅(A) 定义 振动质点离开平衡位置 的最大距离 振动物体完成一次全振 动所需时间 振动物体单位时间内完 成全振动的次数 ωt+φ 描述振动在各个时刻所 处的状态 描述振动的快慢,T= 1 f 意义 描述振动的强弱和能量
周期(T)
频率(f)
相位
三、简谐运动的规律 简谐运动的表达式 (1)动力学表达式:回复力 F=-kx,其中“-”表示回复力 与位移的方向相反. (2)运动学表达式: 位移 x=Asin(ωt+φ), 其中 A 为振幅, (ωt +φ)是相位,φ 是初相.
命题规律
(1) 第 (1) 问为选择 题或填空题, 主要 考查机械振动、 机 械波、 电磁波的基 础知识, 单摆实验 和双缝干涉实验 也是命题重点 (2) 第 (2) 问为计算 题, 主要考查光的 折射和全反射规 律, 并与几何关系 综合
14.1 机械振动
知 识 清 单
一、简谐运动 定义:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位 置的回复力作用下的振动. 平衡位置:物体在振动过程中回复力为零的位置. 回复力:使物体返回到平衡位置的力,方向总是指向平 衡位置.可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分 力.
2019年高考物理总复习鸭3_4第1课时机械振动课件教科版
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示各时刻质点的速度的大小和速度的方向,速度的方向也可根据下一时刻物体
的位移的变化来确定. (4)某时刻质点的回复力、加速度的方向:回复力总是指向平衡位置,回复力和
加速度的方向相同,在图像上总是指向t轴.
(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况.
解析:振动质点的位移是指离开平衡位臵的位移,做简谐运动的物体,每次通 过同一位臵时,位移一定相同,故A正确;速度可能有两种方向,所以速度和动 量不一定相同,故B,E错误;根据简谐运动的特征a=- kx ,可知加速度也一定相 同,故C正确;物体的速度大小相等,则它的动能相同, 故D正确. m
3.(2018· 辽宁本溪满族自治县月考)(多选)如图为某质点的振动图像,由图像可知 ( ACE ) A.质点的振幅为2 cm,周期为4×10-2 s B.质点的振动方程为x=2sin 50π t(cm) C.在t=0.01 s时质点的位移为负向最大 D.P时刻质点的振动方向向下 E.从0.02 s至0.03 s质点的位移增大,速度减小
(3)写出振子的振动方程.
〚审题图示〛 在 BC 之间做简谐运动且 BC=20 cm⇒ A=10 cm
t 在 2 s 内完成 10 次全振动⇒ T= =0.2 s n
T 0~ 时间内,振子由平衡位臵运动至负向最大位移处⇒ y=-10 sin 10πt(cm) 4
2 解析:(1)由题意知,振子的振幅 A=10 cm,周期 T= s=0.2 s. 10 T (2)由计时开始经过 ,振子具有正的最大加速度,故有负向 4
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
1.简谐 运动只 限于单 摆和弹 簧振子 2.简谐 运动的 图像只 限于位 移—时 间图像
2019届高考物理一轮复习:选修3-4第十一章:机械运动总复习课件(共47页)
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2.位移(X):振动物体相对平衡
位置的位移,大小等于振动物 体到平衡位置的距离,方向由 平衡位置指向物体所在位置。
三、描述机械振动的物理量 1.T=t/N 2.一次全振动有四个振幅 3.周期 (T) :振动物体完成一次 组成 全振动的时间,反映振动的快慢。 3.所以S路=N4A
三、描述机械振动的物理量
例.单摆的振动周期在发生下 述哪些情况中增大( ) A.摆球的质量增大 B.摆长增大 C.单摆由赤道移到北极 D.增大振幅
重点知识回顾
●
简谐运动的A、T、F
不变
随时间按正弦(余弦) 规律变化 不变(要记住单摆做简 谐运动的周期公式)
1.振幅(A)
2.位移(X) 3.周期(T) 4.频率(f)
一定
l T 2π g
荷兰物理学家惠更斯 (1629---1695)
(8)单摆的应用:
1.利用它的等时性计时
惠更斯在1656年首先利用摆的等时 性发明了带摆的计时器(1657年获得 专利权)
2.测定重力加速度
T 2
l g
4 l g 2 T
2
例.单摆作简谐运动时的回复力 是:( ) A.摆球的重力 B.摆球重力沿圆弧切线的分力 C.摆线的拉力 D.摆球重力与摆线拉力的合力
A O’ R
O
复合摆
例.一摆长为L的单摆, 在悬点正下方5L/9处 有一钉子,则这个单 摆的周期是?
L 4L T g 9 g
L
六、简谐运动的图像
1.作法: 以横轴表示时间,纵轴 表示位移,根据实际数据取单位、 定标度、描点,用平滑曲线连接 各点得到图像。
六、简谐运动的图像
4.频率(f) :振动物体单位时 间里完成全振动的次数。反 映振动的快慢。
2019版高中物理 第一章 机械振动章末总结学案 教科版选修3-4
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第一章机械振动章末总结一、简谐运动的图像如图1所示,简谐运动的图像反映的是位移随时间的变化规律,图像不代表质点运动的轨迹.由图像可以获得以下信息:图1(1)可以确定振动物体在任一时刻的位移.如图中对应t 1、t 2时刻的位移分别为x 1=+7cm ,x 2=-5cm. (2)确定振动的振幅.图中最大位移的值等于振幅,由图可以看出振动的振幅是10cm.(3)确定振动的周期和频率.振动图像上一个完整的正弦(或余弦)函数图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期. 由图可知,OD 、AE 、BF 的时间间隔都等于振动周期,T =0.2s ,频率f =1T=5Hz.(4)确定各时刻质点的振动方向.例如图中的t 1时刻,质点正远离平衡位置向位移的正方向运动;在t 3时刻,质点正向着平衡位置运动.(5)比较不同时刻质点回复力(或加速度)的大小和方向.例如在图中,t 1时刻质点位移x 1为正,则回复力(或加速度a 1)为负;t 2时刻质点位移x 2为负,则回复力(或加速度a 2)为正,又因为|x 1|>|x 2|,所以|F 1|>|F 2|(或|a 1|>|a 2|).例1 (多选)一质点做简谐运动的位移x 与时间t 的关系图像如图2所示,由图可知( )图2A.频率是2HzB.振幅是5cmC.t =1.7s 时的加速度为正,速度为负D.t =0.5s 时质点的回复力为零E.图中a 、b 两点速度大小相等、方向相反 答案 CDE解析 由题图可知,质点振动的振幅为5 m ,周期为2 s ,由f =1T得频率为0.5 Hz ,A 、B 选项错误.t =1.7 s 时的位移为负,加速度为正,速度为负,C 选项正确.t =0.5 s 时质点在平衡位置,回复力为零,D 选项正确.a 、b 两点速度大小相等、方向相反,故E 选项正确.结合图像分析描述简谐运动的物理量的关系,分析的顺序为:位移x ―――――→F =-kx 回复力F ―――――→F =ma 加速度a ―――――――――――――→加速度和速度方向之间的关系速度v ―――→ E k =12mv 2动能E k ―――――→总能量守恒势能E p或者按下列顺序分析:二、简谐运动的周期性和对称性 1.周期性做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能恢复到原来的状态,因此在处理实际问题中,要注意到多解的可能性. 2.对称性(1)速率的对称性:系统在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率.(2)加速度和回复力的对称性:系统在关于平衡位置对称的两位置具有等大反向的加速度和回复力.(3)时间的对称性:系统通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等.振动过程中通过任意两点A 、B 的时间与逆向通过的时间相等.例2 物体做简谐运动,通过A 点时的速度为v ,经过1s 后物体第一次以相同速度v 通过B 点,再经过1s 物体紧接着又通过B 点,已知物体在2s 内所走过的总路程为12cm ,则该简谐运动的周期和振幅分别是多大? 答案 T =4s ,A =6cm 或T =43s ,A =2cm解析 物体通过A 点和B 点时的速度大小相等,A 、B 两点一定关于平衡位置O 对称.依题意作出物体可能的振动路径图如图甲、乙所示,在图甲中物体从A 向右运动到B ,即图中从1运动到2,时间为1 s ,从2运动到3,又经过1 s ,从1到3共经历了0.5T ,即0.5T =2 s ,T =4 s,2A =12 cm ,A =6 cm.在图乙中,物体从A 先向左运动,当物体第一次以相同的速度通过B 点时,即图中从1运动到2时,时间为1 s ,从2运动到3,又经过1 s ,同样A 、B 两点关于O 点对称,从图中可以看出从1运动到3共经历了1.5T ,即1.5T =2 s ,T =43s,1.5×4A =12 cm ,A =2 cm.针对训练 某质点做简谐运动,从平衡位置开始计时,经0.2s 第一次到达M 点,如图3所示.再经过0.1s 第二次到达M 点,求它再经多长时间第三次到达M 点?图3答案 0.9s 或730s解析 第一种情况,质点由O 点经过t 1=0.2s 直接到达M ,再经过t 2=0.1s ,第二次到达M .由对称性可知,质点由点M 到达C 点所需要的时间与由点C 返回M 所需要的时间相等,所以质点由M 到C 的时间为t ′=t 22=0.05s.质点由点O 到达C 的时间为从点O 到达M 和从点M 到达C 的时间之和,这一时间恰好是T4,所以该振动的周期为T=4(t 1+t ′)=4×(0.2+0.05) s =1s ,质点第三次到达M 点的时间为t 3=T 2+2t 1=12s +2×0.2s =0.9s.第二种情况,质点由点O 向B 运动,然后返回到点M ,历时t 1=0.2s ,再由点M 到达点C 又返回M 的时间为t 2=0.1s.设振动周期为T ,由对称性可知t 1-T 4+t 22=T 2,所以T =13s ,质点第三次到达M 点的时间为t 3=T -t 2=(13-0.1) s =730s.三、单摆周期公式的应用 1.单摆的周期公式T =2πlg,在单摆最大偏角不大于5°的情况下才成立,该公式提供了一种测定重力加速度的方法.2.注意:(1)单摆的周期T 只与摆长l 和g 有关,而与振子的质量及振幅无关.(2)l 为等效摆长,表示从悬点到摆球重心的距离,要区分摆长和摆线长.小球在光滑圆周轨道上小角度振动和双线摆也属于单摆,“l ”实际为摆球重心到摆动所在圆弧的圆心的距离.(3)g 为当地的重力加速度,当单摆处于超重或失重状态时g 为等效重力加速度.例3 有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室,并各自在那里利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T 与摆长l 的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T 2-l 图线,如图4甲所示,去北京大学的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A ”或“B ”).另外,在南京大学做探究的同学还利用计算机绘制了两个单摆(位于同一地点)的振动图像(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比l a ∶l b =________.图4答案 B 4∶9解析 纬度越高,重力加速度g 越大,由于T 2l =4π2g,所以B 图线是在北京大学的同学所做实验的测量结果.从题图乙中可以看出T a =43s ,T b =2 s所以l a l b =T a 2T b 2=49.例4 (多选)如图5所示,半径为R 的光滑圆弧槽固定于水平面上,C 为圆弧槽的最低点,O 为圆弧槽的圆心位置.O 点、圆弧槽上的A 点和B 点分别放上一个完全相同的小球,已知β<α<5°.现将三小球同时由静止释放,下列说法正确的是( )图5A.A处小球比B处小球晚到达O点B.A处小球与B处小球同时到达O点C.O处小球比A处小球早到达C点D.O处小球比B处小球晚到达C点答案BC解析依据单摆的周期公式T=2πlg,由于l A=l B=R,A处小球与B处小球同时到达O点,故A错误,B正确;O处小球做自由落体运动,所用时间t=2Rg<2π4Rg=T4,所以O处小球比A处小球(B处小球)早到达C点,故C正确,D错误.。
高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波第1讲机械振动练习(2021年整理)
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配餐作业机械振动A组·基础巩固题1.如图所示是弹簧振子的振动图象,由此图象可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是()A.x=2sin错误!B.x=2sin错误!C.x=错误!sin错误!D.x=2sin2.5πt解析由图象可知A=2 cm,ω=错误!=错误!=2。
5π,φ=0。
所以x =2sin2。
5πt,D项正确。
答案D2.(2017·北京)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示,下列描述正确的是()A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值解析在t=1 s和t=3 s时,振子偏离平衡位置最远,速度为零,回复力最大,加速度最大,方向指向平衡位置,A项正确,C项错误;在t=2 s 和t=4 s时,振子位于平衡位置,速度最大,回复力和加速度均为零,B、D 项错误.答案 A3.(多选)物体A做简谐运动的振动方程是x A=3sin100t(m),物体B 做简谐运动的振动方程是x B=5sin100t(m).比较A、B的运动,下列说法正确的是( )A.振幅是矢量,A的振幅是6 m,B的振幅是10 mB.周期是标量,A、B周期相等,都为100 sC.A振动的频率f A等于B振动的频率f BD.A、B的周期都为6.28×10-2 s解析振幅是标量,A、B的振幅分别是3 m、5 m,A项错;A、B的周期均为T=错误!=错误! s=6。
高中物理人教版选修3-4课时训练1简谐运动 Word版含解析
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课时训练1简谐运动题组一机械振动1.(多选)下列运动中属于机械振动的是()A.人趴在地上做俯卧撑B.水塘里的芦苇在微风作用后的左右摆动C.五星红旗迎风飘扬D.钓鱼时浮标在水中的上下浮动解析:物体在平衡位置附近的往复运动是机械振动,显然选项A、C两种说法中涉及的物体的运动不符合这一定义,选项B、D正确。
答案:BD2.关于机械振动的位移和平衡位置的说法中正确的是()A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置B.机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C.机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移解析:平衡位置是物体自由静止的位置。
此位置与物体的受力有关,与是否为振动范围的中心位置无关。
振动位移是以平衡位置为初始点到质点所在的位置的有向线段,振动位移随时间而变化。
振动物体偏离平衡位置最远时振动位移最大。
答案:B题组二弹簧振子3.有一弹簧振子做简谐运动,则下列说法正确的是()A.加速度最大时,速度最大B.速度最大时,位移最大C.位移最大时,加速度最大D.位移为零时,加速度最大解析:振子的加速度最大时,振子处在最大位移处,此时振子的速度为零;而速度最大时,振子在平衡位置,位移和加速度都为零。
答案:C4.如图,小球套在光滑水平杆上,与弹簧组成弹簧振子,O为平衡位置,小球在O附近的AB间做简谐运动,设向右为正方向,则:(1)速度由正变负的位置在点。
(2)位移为负向最大的位置在点。
解析:(1)最大位移处是振动小球改变运动方向的位置,因此速度由正变负的位置在A点。
(2)位移最大的位置在B点和A点,由于题干中设向右为正方向,故位移为负向最大的位置在B点。
答案:(1)A(2)B题组三简谐运动及其图象5.(多选)关于简谐运动,下列说法正确的是()A.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同B.位移减小时,加速度减小,速度增大C.位移方向总是与加速度方向相反而与速度方向一致D.速度减小时,加速度可能减小,也可能增大解析:物体做简谐运动时,回复力总指向平衡位置,与位移方向相反,运动方向有时与位移方向相同,有时相反,A正确;当位移减小时,回复力减小,加速度减小,速度增大,故B正确。
高中物理,选修3---4,第十一章《机械振动》,全章新课教学,课时同步强化训练汇总,(附详细参考答案)
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高中物理选修3---4第十一章《机械振动》全章新课教学课时同步强化训练汇总(附详细参考答案)一、《简谐运动》课时同步强化训练(附详细参考答案)二、《简谐运动的描述》课时同步强化训练(附详细参考答案)三、《简谐运动的回复力与能量》课时同步强化训练(附详细参考答案)四、《单摆》课时同步强化训练(附详细参考答案)五、《外力作用下的振动》课时同步强化训练(附详细参考答案)★★★选修3--4第十一章《机械振动》单元质量检测试卷(一)(附详细参考答案)★★★选修3--4第十一章《机械振动》单元质量检测试卷(二)(附详细参考答案)§§11.1《简谐运动》课时同步强化训练班级:_________ 姓名:__________ 成绩:___________1.关于简谐运动,下列说法正确的是( )A.平衡位置就是合力为零的位置B.振子通过平衡位置时,加速度最大C.简谐运动是匀变速运动D.简谐运动的轨迹一定是直线段E.所有简谐运动的图像都是正弦(或余弦)曲线2.下列运动中属于机械振动的是( )A.树枝在风的作用下运动B.竖直向上抛出的物体的运动C.说话时声带的运动D.爆炸声引起窗扇的运动3.做简谐运动的物体每次经过同一位置时,都具有相同的( )A.加速度B.动能C.位移D.速度4.如图所示,弹簧振子在a、b两点间做简谐运动,当振子从最大位移处a向平衡位置O运动过程中( )A.加速度方向向左,速度方向向右B.位移方向向左,速度方向向右C.加速度不断增大,速度不断减小D.位移不断减小,速度不断增大5.关于简谐运动的图像,下列说法中正确的是( )A.表示质点振动的轨迹,是正弦或余弦曲线B.由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移大小与方向C.表示质点的位移随时间变化的规律D.由图像可判断任一时刻质点的速度方向6.物体做简谐运动的过程中,有两点A、A′关于平衡位置对称,则物体( )A.在A点和A′点的位移相同B.在两点处的速度可能相同C.在两点处的加速度可能相同D.在两点处的动能一定相同7.如图所示是某质点做简谐运动的振动图像,根据图像中的信息,回答下列问题:(1)质点离开平衡位置的最大距离是多少?(2)在1.5s和2.5s两个时刻,质点向哪个方向运动?(3)质点在第2s末的位移是多少?在前4s内的路程是多少?8.弹簧上端固定在O点,下端连结一小球,组成一个振动系统,如图所示,用手向下拉一小段距离后释放小球,小球便上下振动起来,下列说法正确的是( )A.球运动的最低点为平衡位置B.弹簧原长时的位置为平衡位置C.球速为零的位置为平衡位置D.球原来静止的位置为平衡位置9.如图所示,一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是( )A.振子在M、N两点所受弹簧弹力相同B.振子在M、N两点相对平衡位置的位移相同C.振子在M、N两点加速度大小相等D.从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动10.卡车在水平道路上行驶,货物随车厢上下做简谐运动而不脱离底板,设向下为正方向,其振动图像如图所示,则货物对底板压力小于货物重力的时刻是( )A.时刻t1B.时刻t2C.时刻t4D.无法确定11.弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系如图所示,则( )A.在t=1 s时,速度的值最大,方向为负,加速度为零B.在t=2 s时,速度的值最大,方向为负,加速度为零C.在t=3 s时,速度的值最大,方向为正,加速度最大D.在t=4 s时,速度的值最大,方向为正,加速度最大12.如图所示为某质点做简谐运动的图像,若t=0时,质点正经过O点向b运动,则下列说法正确的是( )A.质点在0.7 s时,正在远离平衡位置运动B.质点在1.5 s时的位移最大C.1.2 s到1.4 s,质点的位移在增大D.1.6 s到1.8 s,质点的位移在增大§§11.1《简谐运动》课时同步强化训练详细参考答案1.【解析】选E。
2019版高考物理金榜一轮课时分层作业: 三十九 选修3-4 1.1 机械振动 Word版含解析
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课时分层作业三十九机械振动(45分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分)1.(多选)下列说法正确的是( )A.摆钟走时快了必须调短摆长,才可能使其走时准确B.挑水时为了防止水从桶中荡出,可以加快或减慢走路的步频C.在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是共振现象D.部队要便步通过桥梁,是为了防止桥梁发生共振而坍塌E.较弱声音可振碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振【解析】选B、D、E。
摆钟走时快了,说明摆钟的周期变小了,根据T=2π可知增大摆长L可以增大摆钟的周期,A错误;挑水时为了防止水从桶中荡出,可以改变走路的步频,B正确;在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是受迫振动,C错误;部队便步通过桥梁,不能产生较强的驱动力,就避免桥梁发生共振现象,故D正确;当声音频率等于玻璃杯固有频率时,杯子发生共振而破碎,E正确。
【加固训练】如图所示,在一根张紧的绳子上挂几个摆,其中A、B的摆长相等。
当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动。
观察B、C、D摆的振动发现( )A.C摆的频率最小B.D摆的周期最大C.B摆的摆角最大D.B、C、D的摆角相同【解析】选C。
由A摆摆动从而带动其他3个单摆做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,故其他各摆振动周期跟A摆相同,频率也相等,故A、B错误;受迫振动中,当固有频率等于驱动力频率时,出现共振现象,振幅达到最大,由于B摆的固有频率与A摆的相同,故B摆发生共振,振幅最大,故C正确,D错误。
2.(多选)(2018·济南模拟)甲、乙两弹簧振子,振动图象如图所示,则可知( )A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶2E.振子甲加速度为零时,振子乙速度最大【解析】选C、D、E。
物理复习(通用版)课时提升作业选修34 第一章 第1讲机 械 振 动
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课时提能演练1.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为,则质点( )A.第1 s末与第3 s末的位移相同B.第1 s末与第3 s末的速度相同C.第3 s末至第5 s末的位移方向都相同D.第3 s末至第5 s末的速度方向都相同2.一单摆的摆长l=98 cm,在t=0时,正从平衡位置向右运动。
下列关于摆球在t=1.2 s时的运动描述,正确的是( )A.摆球正向左做减速运动,加速度正在增大B.摆球正向左做加速运动,加速度正在减小C.摆球正向右做减速运动,加速度正在增大D.摆球正向右做加速运动,加速度正在减小3.(2011·上海高考)两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速v1、v2(v1>v2)在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2,则( )A.f1>f2,A1=A2B.f1<f2,A1=A2C.f1=f2,A1>A2D.f1=f2,A1<A24.(2013·泰安模拟)如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线,表示振幅A与驱动力的频率f的关系。
下列说法正确的是( )A.摆长约为10 cmB.摆长约为1 mC.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向右移动D.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向左移动5.一个在y方向上做简谐运动的物体,其振动图像如图所示。
下列关于图(1)~(4)的判断正确的是(选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)( )A.图(1)可作为该物体的v-t图像B.图(2)可作为该物体的F-t图像C.图(3)可作为该物体的F-t图像D.图(4)可作为该物体的a-t图像6.将一单摆向左拉至水平标志线上,由静止释放,当摆球运动到最低点时,摆线碰到障碍物,摆球继续向右摆动。
2019年高考物理总复习(教科版)试题:选修3-4 第1课时 机械振动 含解析
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选修3-4第1课时机械振动1、(多选)如图所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O点是平衡位置,以某时刻作为计时零点(t=0),经过,振子具有正方向的最大速度,那么下面五个图像中哪个能够正确反映振子的振动情况( ABD )【解析】:时刻时,振子具有正向的最大速度,则t=0时,振子应处于负向最大位移处,此时,回复力和加速度正向最大,故选项C,E错误,A,B,D正确、2、(多选)如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是( BCD )A、振子从B经O到C完成一次全振动B、振动周期是2 s,振幅是5 cmC、经过两次全振动,振子通过的路程是40 cmD、从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cmE、从B开始经过0、5 s,振子通过的路程为2、5 cm【解析】:振子从B经O到C仅完成了半次全振动,所以周期T=2×1 s=2 s,振幅A=BO=5 cm、振子在一次全振动中通过的路程为 4 A=20 cm,所以两次全振动中通过的路程为40 cm,3 s的时间为1、5 T,所以振子通过的路程为30 cm,故A错误,B,C,D正确、从B开始经过0、5 s,振子通过的路程为5 cm,E错误、3、(多选)一个水平弹簧振子的振动周期是0、025 s,当振子从平衡位置向右运动,经过0、17 s时,振子运动情况是( BCE )A、正在向右做减速运动B、正在向右做加速运动C、位移正在减小D、正在向左做加速运动E、势能正在减小【解析】~T之间,故0、17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置,位移正在减小,而势能也在减小,故选项B,C,E正确、4、(多选)如图所示为某弹簧振子在0~5 s内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是( BCD )A、振动周期为5 sB、振幅为8 cmC、第2 s末振子的速度为零,加速度为正向的最大值D、第3 s末振子的速度为正向的最大值E、从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动【解析】:根据图像,周期T=4 s,振幅A=8 cm,A错误,B正确、第2 s 末振子到达负的最大位移处,速度为零,加速度为正向的最大值,C正确、第3 s末振子经过平衡位置,速度达到最大值,且向正方向运动,D 正确;从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动,速度逐渐减小,做减速运动,E错误、5、(多选)如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A,B的摆长相等,当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B,C,D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动,下列关于B,C,D摆的振动情况判断错误的是( ADE )A、C摆的频率最小B、B,C,D摆的周期相同C、B摆的摆角最大D、B,C,D的摆角相同E、B,C,D三个摆中,质量最小的摆角最大【解析】:A摆摆动带动其他3个摆做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,故其他各摆的振动周期与频率均跟A摆的相同,选项A 错误,B正确、在受迫振动中,当固有频率等于驱动力频率时,出现共振现象,振幅最大,单摆的周期与摆长和该处的重力加速度有关,与摆球质量无关,故与A摆固有周期(频率)相同的B摆振幅最大,选项C正确,D,E错误、6多选)简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图(甲)所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像,取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图(乙)所示,则下列说法中正确的是( ABD )A、弹簧振子的周期为4 sB、弹簧振子的振幅为10 cmC、t=17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cmD、若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1,3两点间的距离是4 cmE、2、5 s时振子正在向x轴正方向运动【解析】:周期是振子完成一个全振动的时间,由图知,弹簧振子的周期为T=4 s,故A正确;振幅是振子离开平衡位置的最大距离,由图知,弹簧振子的振幅为10 cm,故B正确;振子的周期为 4 s,由周期性知,t=17 s时振子相对平衡位置的位移与t=1 s时振子相对平衡位置的位移相同,为0,故C错误;若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1,3两点间的距离是s=vt=2 cm/s×2 s=4 cm,故D正确;图像的斜率表示速度,斜率正负表示速度的方向,则知2、5 s时振子的速度为负,正在向x轴负方向运动,故E错误、7、(多选)将一个力电传感器接到计算机上,可以测量快速变化的力、用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示、由此图线提供的信息做出的下列判断正确的是( ACE )A、t=0、2 s时刻摆球正经过最低点B、t=1、1 s时摆球速度最大C、摆球摆动过程中机械能减小D、摆球摆动的周期约为0、6 sE、摆球摆动的周期为1、2 s【解析】:当悬线的拉力最大时,摆球通过最低点,由图读出t=0、2 s 时摆球正通过最低点,故A正确;由图可知,t=1、1 s时摆球对悬线的拉力接近最小值,摆球应在最高点附近,速度接近为零,故B错误;摆球经过最低点时悬线的拉力随时间在减小,说明摆球在最低点的速度减小,即机械能不断减小,故C正确;由图可知,摆球从最低点到最高点的时间为0、3 s,则摆球的摆动周期T=1、2 s,故D错误,E正确、8、(2018·湖北黄石模拟)(多选)某实验小组在研究单摆时改进了实验方案,将一力传感器连接到计算机上,图(甲)中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A,B,C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置、∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量,同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线图(乙)(均为已知量),且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻(重力加速度为g),根据题中(包括图中)所给的信息,下列说法正确的是( ABE )A、该单摆的周期为t1B、根据题中(包括图中)所给的信息可求出摆球的质量C、根据题中(包括图中)所给的信息不能求出摆球在最低点B时的速度D、若实验时,摆球做了圆锥摆,则测得的周期变长E、若增加摆球的质量,摆球的周期不变【解析】:小球运动到最低点时,绳子的拉力最大,在一个周期内两次经过最低点,由(乙)图可知单摆的周期T=t1,故A正确;在B点拉力有最大值,根据牛顿第二定律有:F max在A,C两点拉力有最小值,F min= mgcos α,由A到B机械能守恒可得,mgl(1-cos α2,由此可求得摆球的质量及在最低点B时的速度,故B正确,C错误,若实验时,摆球做了圆锥摆,则周期为T=2π显然周期变小,故D错误;根据单摆周期公式T=2π,单摆周期与摆球质量无关,故E正确、9·北京东城区一模)实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验、(1)用l表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,重力加速度g=、(2)实验时除用到停表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的(选填选项前的字母)、A、长约1 m的细线B、长约1 m的橡皮绳C、直径约1 cm的均匀铁球D、直径约10 cm的均匀木球(3)选择好器材,将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采用图中所示的固定方式、(4)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是(选填选项前的字母)、A、测出摆线长作为单摆的摆长B、把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动C、在摆球经过平衡位置时开始计时D、用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期(5)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期,他根据测量数据画出了如图(甲)所示的图像,但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量、你认为横坐标所代表的物理量是,(选填“l2”“l”或“)若图线斜率为k,则重力加速度g= (用k表示)、(6)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是(选填选项前的序号)、A、开始摆动时振幅较小B、开始计时时,过早按下停表C、测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间(7)丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图(乙)所示,则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为(结果保留一位有效数字)、【解析】:(1)由单摆的周期公式T=2π得(2)为减小误差应保证摆线的长短不变,则A正确,B错误;摆球密度要大,体积要小,则C正确,D错误、(3)为了保证单摆的摆长不变,则摆线的悬点应固定不变,图B正确、(4)摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,则A错误;把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动,B正确;在摆球经过平衡位置时开始计时,以减小测量误差,C正确;把停表记录摆球一次全振动的时间作为周期,误差较大,应采用累积法测量周期,D错误、(5)由T=2π则,即T与成正比,图(甲)若=k,则(6)由T=2π得与振幅大小无关,则A错误;开始计时时,过早按下停表,周期偏大,则g偏小,B错误;测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间,则周期偏小,则g偏大,C 正确、(7)由图可知,单摆的周期为2 s,则摆长振幅为A= 4 cm=0、04 m,则sin θ、04、答案:(2)AC (3)B (4)BC (6)C (7)0、04 10导学号 58826281(2018·福建永定县校级月考)物体在ab之间做简谐运动,已知ab间的距离为L=0、8 m,振子在t=10 s内完成了n=5次全振动、若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),期振子有正向最大速度、(1)求振子的振幅A和周期T;(2)写出振子的振动表达式;(3)求振子在t=2、25 s时离平衡位置的距离d、【解析】:(1)已知a,b间的距离为0、8 m,则振子的振幅0、8 m=0、4 m,振子在10 s内完成了5次全振动,则振子完成一次全振动所用的时间为2 s,则其周期为T=2 s、(2)由振子经过平衡位置时开始计时,,振子具有正向最大速度,说明振子先沿负向振动,振子的振动表达式、4 sinπt(m)、(3)将t=2、25 s代入振子的振动表达式得,x=-0、4sin即所求距离为、答案:(1)0、4 m 2 s (2)x=-0、4 sinπt(m)11、(2018·宁夏银川金凤区校级月考)已知甲、乙两个质点做简谐运动,甲的振幅为3 cm,乙的振幅为2 cm,它们的周期都为4 s、当t=0时甲的位移为3 cm,(1)写出甲、乙做简谐运动的表达式;(2)作出甲、乙振动的位移—时间图像、【解析】:(1)由题意可知,甲、乙做简谐运动的周期为T=4 s,则圆频率为ω、5π rad/s;在t=0时,甲处于最大位移处,所以甲的振动方程为x1=A1cosωt=3cos0、5πt(cm),所以乙的振动方程为x2=A2cos(ω、5π、(2)作出甲、乙振动图像如图所示、答案:见【解析】12·安徽合肥三模)如图所示,一轻质弹簧的上端固定在倾角为30°的光滑斜面顶部,下端拴接小物块A,A通过一段细线与小物块B相连,系统静止时B恰位于斜面的中点、将细线烧断,发现当B运动到斜面底端时,A刚好第三次到达最高点、已知B的质量m B=2 kg,弹簧的劲度系数k=100 N/m,斜面长为L=5 m,且始终保持静止状态,重力加速度g=10 m/s2、(1)试证明小物块A做简谐运动;(2)求小物块A振动的振幅和周期、【解析】:(1)烧断细线后A向上运动,受力平衡时,设弹簧的伸长量为x0,则kx0-m A gsin 30°=0 ①选A的平衡位置处为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标系,用x 表示A离开平衡位置的位移、当A运动到平衡位置下方x位置时,物块A受到的合力为F0=m A gsin 30°-k(x-x0) ②联立①②得,F0=-kx,可知A受到的合外力总是与物块的位移成反比,所以A做简谐振动、(2)开始时AB组成的系统静止,设弹簧的伸长量为x1,根据胡克定律有kx1-(m A+m B)gsin 30°=0 ③所以,x1烧断细线后A从此位置开始向上运动,到达平衡位置运动的距离为物块A的振幅,A=x1-x0代入数据得,A=0、1 m,烧断细线后B向下做匀加速直线运动,则m B gsin 30°=m B a设B到达斜面底端的时间为t,则2A周期第一次到达最高点,则第三次到达最高点的时间t=2、5T代入数据联立得,T=0、4 s、答案:(1)见【解析】(2)0、1 m 0、4 s。
高中物理课时训练(一)简谐运动教科版选修3-4(new)
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课时跟踪检测(一)简谐运动1.关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法正确的是( )A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置B.机械振动的位移是指以平衡位置为起点的位移C.机械振动的物体运动的路程越大发生的位移也越大D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移2.如图1所示,对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析正确的是( )图1A.重力、支持力、弹簧的弹力B.重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C.重力、支持力、回复力、摩擦力D.重力、支持力、摩擦力3.做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大,则这段时间内( )A.振子的位移越来越大B.振子正向平衡位置运动C.振子速度与位移同向D.振子速度与位移方向相反4.如图2所示,在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O,把振子拉到A点,OA=1 cm,然后释放振子,经过0。
2 s振子第1次到达O点,如果把振子拉到A′点,OA′=2 cm,则释放振子后,振子第1次到达O点所需的时间为()图2A.0。
2 s B.0。
4 sC.0。
1 s D. 0.3 s5.如图3所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C 的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是( )图3A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1 s,振幅是10 cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是20 cmD.从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cm6.当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时,下列说法中正确的是( )A.振子在振动过程中,速度相同时,弹簧的长度一定相等,弹性势能相等B.振子从最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧弹力始终做负功C.振子在运动过程中的回复力由弹簧弹力和振子重力的合力提供D.振子在运动过程中,系统的机械能守恒7.如图4所示,试证明光滑斜面上的小球连在弹簧上,把原来静止的小球沿斜面拉下一段距离后释放,小球的运动是简谐运动.图48.如图5所示,弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动,B、C相距20 cm,当振子经过B点时开始计时,经过0.5 s,振子首次到达C点。
(全国通用版)2019版高考物理一轮复习选考部分第一章波1.1机械振动课件
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振子速度增大时,位移减小,回复力减小
(5)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。 纠错:________________________________________ ___。 (6)简谐运动的图象描述的是振子的轨迹。 纠错:_______________________________________。 只有摆角小于10°时,其运动才可视为简谐运 动
T 4
T 4
0.2 s 2
所用的时间与振子从点M经过点C到点M所需时间相等, 即0.2 s。振子从点O到点M′、从点M′到点O及从点O 到点M所需时间相等,为 s,故周期为T=0.5 s+ s≈0.53 s,所以周期不可能为选项B、D、E。
1 30
0.3 s 0.2 s 3
2.水平弹簧振子,每隔时间t,振子的位移总是大小和方 向都相同,每隔 的时间,振子的速度总是大小相等, 方向相反,则有 ( ) A.弹簧振子的周期一定小于 t B.每隔 的时间,振子的加速度总是相同的 C.每隔 的时间,振子的动能总是相同的 2 D.每隔 的时间,弹簧的长度总是相同的
选修3-4 第一章 机械振动 机械波 第 1讲 机 械 振 动
【知识导图】
x=Asin(ωt+φ) 平衡位置 运动 平衡位置
2
lHale Waihona Puke g固有频率 固有频率周期 重力加速度
摆长
【微点拨】 1.掌握简谐运动的两种模型: 弹簧振子和单摆。 2.理解简谐运动的两个运动特征: (1)对称性特征。 (2)周期性特征。
(1)求弹簧振子的振动周期T。 (2)若B、C之间的距离为25 cm,求振子在4 s内通过的路程。 (3)若B、C之间的距离为25 cm,从平衡位置开始计时,写出弹簧振子的位移表达式,并画 出弹簧振子的振动图象。
浙江鸭2019版高考物理大一轮复习第十章机械振动机械波第1讲机械振动课件
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振动物体离开全平振衡动位置的 描述振动的____和能
振幅
单_位_时__间____
1量
振动物体完成一次______
f
周期
所需时间
描述振动的快慢,两
二、简谐运动的回复力和能量
1.回复力
(1)方向:总是指向平衡位置 .
(2)来源:属于效果力,可以是某一个力,也可以是几个力的 合力
或某个力的 . 分力
2.能量特点
2 (2)振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间,即tOP=tOP′. 3.能量特征:振动的能量包括动能Ek和势能Ep,简谐运动过程 中,系统动能与势能相互转化,系统的机械能守恒.
例1 (多选)如图3所示,在光滑地面上一弹簧振子在A、B间做 简谐运动,平衡位置为O,已知该振子的固有频率为f=2 Hz.振 子在振动过程中,下列说法正确的是 A.振子在O位置,动能最大,势能最大 B.振子由A位置向O位置运动,加速度减小,速度增大
D.摆球在运动过程中机械能越来越小
√
图11
解析 答案
变式10 (多选)2017年8月8日,四川九寨沟发生7.0级地震,导 致很多房屋坍塌,就此事件,下列说法正确的有
√A.所有建筑物振动周期相同
B.所有建筑物振幅相同 C.建筑物的振动周期由其固有周期决定 D.所有建筑物均做受迫振动
√
解析 答案
变式11 (多选)如图12为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,
√D.A、B的周期都为6.28×10-2 s √
解析 振幅是标量,A、B的振动范围分别是6 m、10 m,但振幅 分别为3 m、5 m,A错;
A、B 的周期均为 T=2ωπ=120π0 s=6.28×10-2 s,A、B 的频率均为 f=T1=5π0 Hz,
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第1课时机械振动1.(多选)如图所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O点是平衡位置,以某时刻作为计时零点(t=0),经过周期,振子具有正方向的最大速度,那么下面五个图像中哪个能够正确反映振子的振动情况( ABD )解析:时刻t=T时,振子具有正向的最大速度,则t=0时,振子应处于负向最大位移处,此时,回复力和加速度正向最大,故选项C,E错误,A,B,D正确.2.(多选)如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是( BCD )A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是2 s,振幅是5 cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是40 cmD.从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cmE.从B开始经过0.5 s,振子通过的路程为2.5 cm解析:振子从B经O到C仅完成了半次全振动,所以周期T=2×1 s=2 s,振幅A=BO=5 cm.振子在一次全振动中通过的路程为4 A=20 cm,所以两次全振动中通过的路程为40 cm,3 s的时间为1.5 T,所以振子通过的路程为30 cm,故A错误,B,C,D正确.从B开始经过0.5 s,振子通过的路程为5 cm,E错误.3.(多选)一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s,当振子从平衡位置向右运动,经过0.17 s 时,振子运动情况是( BCE )A.正在向右做减速运动B.正在向右做加速运动C.位移正在减小D.正在向左做加速运动E.势能正在减小解析:时间==6,T在T~T之间,故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置,位移正在减小,而势能也在减小,故选项B,C,E正确.4.(多选)如图所示为某弹簧振子在0~5 s内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是( BCD )A.振动周期为5 sB.振幅为8 cmC.第2 s末振子的速度为零,加速度为正向的最大值D.第3 s末振子的速度为正向的最大值E.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动解析:根据图像,周期T=4 s,振幅A=8 cm,A错误,B正确.第2 s末振子到达负的最大位移处,速度为零,加速度为正向的最大值,C正确.第3 s末振子经过平衡位置,速度达到最大值,且向正方向运动,D正确;从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动,速度逐渐减小,做减速运动,E错误.5.(多选)如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A,B的摆长相等,当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B,C,D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动,下列关于B,C,D摆的振动情况判断错误的是( ADE )A.C摆的频率最小B.B,C,D摆的周期相同C.B摆的摆角最大D.B,C,D的摆角相同E.B,C,D三个摆中,质量最小的摆角最大解析:A摆摆动带动其他3个摆做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,故其他各摆的振动周期与频率均跟A摆的相同,选项A错误,B正确.在受迫振动中,当固有频率等于驱动力频率时,出现共振现象,振幅最大,单摆的周期与摆长和该处的重力加速度有关,与摆球质量无关,故与A摆固有周期(频率)相同的B摆振幅最大,选项C正确,D,E错误.6.导学号 58826279(多选)简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图(甲)所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P 在纸带上画出的就是小球的振动图像,取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图(乙)所示,则下列说法中正确的是( ABD )A.弹簧振子的周期为4 sB.弹簧振子的振幅为10 cmC.t=17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cmD.若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1,3两点间的距离是4 cmE.2.5 s时振子正在向x轴正方向运动解析:周期是振子完成一个全振动的时间,由图知,弹簧振子的周期为T=4 s,故A正确;振幅是振子离开平衡位置的最大距离,由图知,弹簧振子的振幅为10 cm,故B正确;振子的周期为4 s,由周期性知,t=17 s时振子相对平衡位置的位移与t=1 s时振子相对平衡位置的位移相同,为0,故C错误;若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1,3两点间的距离是s=vt=2 cm/s×2 s=4 cm,故D正确;图像的斜率表示速度,斜率正负表示速度的方向,则知2.5 s时振子的速度为负,正在向x轴负方向运动,故E错误.7.(多选)将一个力电传感器接到计算机上,可以测量快速变化的力.用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示.由此图线提供的信息做出的下列判断正确的是( ACE )A.t=0.2 s时刻摆球正经过最低点B.t=1.1 s时摆球速度最大C.摆球摆动过程中机械能减小D.摆球摆动的周期约为0.6 sE.摆球摆动的周期为1.2 s解析:当悬线的拉力最大时,摆球通过最低点,由图读出t=0.2 s时摆球正通过最低点,故A 正确;由图可知,t=1.1 s时摆球对悬线的拉力接近最小值,摆球应在最高点附近,速度接近为零,故B错误;摆球经过最低点时悬线的拉力随时间在减小,说明摆球在最低点的速度减小,即机械能不断减小,故C正确;由图可知,摆球从最低点到最高点的时间为0.3 s,则摆球的摆动周期T=1.2 s,故D错误,E正确.8.(2018·湖北黄石模拟)(多选)某实验小组在研究单摆时改进了实验方案,将一力传感器连接到计算机上,图(甲)中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A,B,C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置.∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量,同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线图(乙)(均为已知量),且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻(重力加速度为g),根据题中(包括图中)所给的信息,下列说法正确的是( ABE )A.该单摆的周期为t1B.根据题中(包括图中)所给的信息可求出摆球的质量C.根据题中(包括图中)所给的信息不能求出摆球在最低点B时的速度D.若实验时,摆球做了圆锥摆,则测得的周期变长E.若增加摆球的质量,摆球的周期不变解析:小球运动到最低点时,绳子的拉力最大,在一个周期内两次经过最低点,由(乙)图可知单摆的周期T=t1,故A正确;在B点拉力有最大值,根据牛顿第二定律有:F max-mg=m;在A,C 两点拉力有最小值,F min= mgcos α,由A到B机械能守恒可得,mgl(1-cos α)=mv2,由此可求得摆球的质量及在最低点B时的速度,故B正确,C错误,若实验时,摆球做了圆锥摆,则周期为T=2π,显然周期变小,故D错误;根据单摆周期公式T=2π可知,单摆周期与摆球质量无关,故E正确.9.导学号 58826280(2017·北京东城区一模)实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验.(1)用l表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,重力加速度g=.(2)实验时除用到停表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的(选填选项前的字母).A.长约1 m的细线B.长约1 m的橡皮绳C.直径约1 cm的均匀铁球D.直径约10 cm的均匀木球(3)选择好器材,将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采用图中所示的固定方式.(4)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是(选填选项前的字母).A.测出摆线长作为单摆的摆长B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动C.在摆球经过平衡位置时开始计时D.用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期(5)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期,他根据测量数据画出了如图(甲)所示的图像,但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量.你认为横坐标所代表的物理量是,(选填“l2”“l”或“”)若图线斜率为k,则重力加速度g= (用k表示).(6)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是(选填选项前的序号).A.开始摆动时振幅较小B.开始计时时,过早按下停表C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间(7)丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图(乙)所示,则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为(结果保留一位有效数字).解析:(1)由单摆的周期公式T=2π,得g=.(2)为减小误差应保证摆线的长短不变,则A正确,B错误;摆球密度要大,体积要小,则C正确,D错误.(3)为了保证单摆的摆长不变,则摆线的悬点应固定不变,图B正确.(4)摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,则A错误;把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动,B正确;在摆球经过平衡位置时开始计时,以减小测量误差,C正确;把停表记录摆球一次全振动的时间作为周期,误差较大,应采用累积法测量周期,D错误.(5)由T=2π得,=,则T=·,即T与成正比,图(甲)中横坐标所代表的物理量为;若=k,则g=.(6)由T=2π得,g=,g与振幅大小无关,则A错误;开始计时时,过早按下停表,周期偏大,则g偏小,B错误;测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间,则周期偏小,则g偏大,C 正确.(7)由图可知,单摆的周期为2 s,则摆长l== m=1 m,振幅为A= 4 cm=0.04 m, 则sin θ==0.04.答案:(1)(2)AC (3)B (4)BC (5)(6)C (7)0.0410.导学号 58826281(2018·福建永定县校级月考)物体在ab之间做简谐运动,已知ab间的距离为L=0.8 m,振子在t=10 s内完成了n=5次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过周期振子有正向最大速度.(1)求振子的振幅A和周期T;(2)写出振子的振动表达式;(3)求振子在t=2.25 s时离平衡位置的距离d.解析:(1)已知a,b间的距离为0.8 m,则振子的振幅A=×0.8 m=0.4 m,振子在10 s内完成了5次全振动,则振子完成一次全振动所用的时间为2 s,则其周期为T=2 s.(2)由振子经过平衡位置时开始计时,经过周期,振子具有正向最大速度,说明振子先沿负向振动,振子的振动表达式x=-Asin t= -0.4 sinπt(m).(3)将t=2.25 s代入振子的振动表达式得,x=-0.4sin(m)=- m,即所求距离为 m.答案:(1)0.4 m 2 s (2)x=-0.4 sinπt(m) (3) m11.(2018·宁夏银川金凤区校级月考)已知甲、乙两个质点做简谐运动,甲的振幅为3 cm,乙的振幅为2 cm,它们的周期都为4 s.当t=0时甲的位移为3 cm,乙的相位比甲的落后. (1)写出甲、乙做简谐运动的表达式;(2)作出甲、乙振动的位移—时间图像.解析:(1)由题意可知,甲、乙做简谐运动的周期为T=4 s,则圆频率为ω== rad/s=0.5π rad/s;在t=0时,甲处于最大位移处,所以甲的振动方程为x1=A1cosωt=3cos0.5πt(cm),乙的相位比甲的落后,所以乙的振动方程为x2=A2cos(ωt-)=2cos(0.5πt-)cm.(2)作出甲、乙振动图像如图所示.答案:见解析12.导学号 58826282(2017·安徽合肥三模)如图所示,一轻质弹簧的上端固定在倾角为30°的光滑斜面顶部,下端拴接小物块A,A通过一段细线与小物块B相连,系统静止时B恰位于斜面的中点.将细线烧断,发现当B运动到斜面底端时,A刚好第三次到达最高点.已知B的质量m B=2 kg,弹簧的劲度系数k=100 N/m,斜面长为L=5 m,且始终保持静止状态,重力加速度g=10 m/s2.(1)试证明小物块A做简谐运动;(2)求小物块A振动的振幅和周期.解析:(1)烧断细线后A向上运动,受力平衡时,设弹簧的伸长量为x0,则kx0-m A gsin 30°=0 ①选A的平衡位置处为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标系,用x表示A离开平衡位置的位移.当A运动到平衡位置下方x位置时,物块A受到的合力为F0=m A gsin 30°-k(x-x0) ②联立①②得,F0=-kx,可知A受到的合外力总是与物块的位移成反比,所以A做简谐振动.(2)开始时AB组成的系统静止,设弹簧的伸长量为x1,根据胡克定律有kx1-(m A+m B)gsin 30°=0 ③所以,x1=烧断细线后A从此位置开始向上运动,到达平衡位置运动的距离为物块A的振幅,A=x1-x0=代入数据得,A=0.1 m,烧断细线后B向下做匀加速直线运动,则m B gsin 30°=m B a设B到达斜面底端的时间为t,则=at2A向上运动经过周期第一次到达最高点,则第三次到达最高点的时间t=2.5T代入数据联立得,T=0.4 s.答案:(1)见解析(2)0.1 m 0.4 s。