江蘇省高考物理一輪復(fù)習精選精練跟蹤練習 第十二章 第1單元 機械振動

用心 愛心 專心1 第十二章第十二章 第第 1 1 單元單元 機械振動機械振動 1 1 1 1 蜘蛛雖有蜘蛛雖有 8 8 只眼睛 但視力很差 完全靠感覺來捕食和生活 它的腿能敏捷地只眼睛 但視力很差 完全靠感覺來捕食和生活 它的腿能敏捷地 感覺到絲網(wǎng)的振動 當絲網(wǎng)的振動頻率為感覺到絲網(wǎng)的振動 當絲網(wǎng)的振動頻率為f f 200200 HzHz 左右時 網(wǎng)的振幅最大 對于左右時 網(wǎng)的振幅最大 對于 落在網(wǎng)上的昆蟲 當其翅膀振動的頻率為落在網(wǎng)上的昆蟲 當其翅膀振動的頻率為 HzHz 左右時 蜘蛛能立即捕捉到左右時 蜘蛛能立即捕捉到 它 它 2 2 如果該絲網(wǎng)共振時的最大振幅為如果該絲網(wǎng)共振時的最大振幅為 0 50 5 cmcm 試定性畫出其共振曲線 試定性畫出其共振曲線 2 2 大海中航行的輪船 受到大風大浪沖擊時 為了防止傾覆 應(yīng)當改變航行方向和 大海中航行的輪船 受到大風大浪沖擊時 為了防止傾覆 應(yīng)當改變航行方向和 使風浪沖擊力的頻率遠離輪船搖擺的 使風浪沖擊力的頻率遠離輪船搖擺的 3 3 彈簧振子以 彈簧振子以O(shè) O點為平衡位置在點為平衡位置在B B C C兩點之間做簡諧運動 兩點之間做簡諧運動 B B C C相距相距 2020 cm cm 某時刻某時刻 振子處于振子處于B B點 經(jīng)過點 經(jīng)過 0 50 5 s s 振子首次到達 振子首次到達C C點 求 點 求 1 1 振動的周期和頻率 振動的周期和頻率 2 2 振子在振子在 5 5 s s 內(nèi)通過的路程及內(nèi)通過的路程及 5 5 s s 末的位移大小 末的位移大小 3 3 振子在振子在B B點的加速度大小跟它距點的加速度大小跟它距O O點點 4 4 cmcm 處處P P點的加速度大小的比值 點的加速度大小的比值 4 4 有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來確定氣球的高度 已知該單擺在海平面處的 有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來確定氣球的高度 已知該單擺在海平面處的 周期是周期是T T0 0 當氣球停在某一高度時 測得該單擺周期為當氣球停在某一高度時 測得該單擺周期為T T 求該氣球此時離海平面的求該氣球此時離海平面的 高度高度h h 把地球看做質(zhì)量均勻分布的半徑為把地球看做質(zhì)量均勻分布的半徑為R R的球體的球體 用心 愛心 專心2 5 5 如圖如圖 1212 1 1 6 6 所示 一個光滑的圓弧形槽半徑為所示 一個光滑的圓弧形槽半徑為R R 放在水平 放在水平 地地 面上 圓弧所對的圓心角小于面上 圓弧所對的圓心角小于 5 5 ADAD的長為的長為x x 今有一小球 今有一小球m m1 1 以以 沿沿ADAD方向的初速度方向的初速度v v從從A A點開始運動 要使小球點開始運動 要使小球m m1 1可以與固定可以與固定 在在 D D點的小球點的小球m m2 2相碰撞 那么小球相碰撞 那么小球m m1 1的速度的速度v v應(yīng)滿足什么條件 應(yīng)滿足什么條件 6 6 如圖 如圖 1212 1 1 7 7 所示的三個圖線分別是用不同的傳感器測出的不同物體的振動圖所示的三個圖線分別是用不同的傳感器測出的不同物體的振動圖 線 從三個圖線可知 這三個物體振動的共同特點是具有線 從三個圖線可知 這三個物體振動的共同特點是具有 三個物體中 三個物體中 最簡單的振動是最簡單的振動是 的振動 圖中心臟跳動的圖線是某人的心電圖 方格紙每的振動 圖中心臟跳動的圖線是某人的心電圖 方格紙每 個小方格的寬度是個小方格的寬度是 0 50 5 cmcm 心電圖記錄儀拖動方格紙的速度是 心電圖記錄儀拖動方格紙的速度是 1 81 8 cm scm s 則此人 則此人 的心率是的心率是 次次 分 分 7 7 如圖 如圖 1212 1 1 8 8 所示是某同學(xué)設(shè)計的測量物體質(zhì)量的裝置 其中所示是某同學(xué)設(shè)計的測量物體質(zhì)量的裝置 其中 P P是光滑水平面 是光滑水平面 N N是質(zhì)量為是質(zhì)量為M M的帶夾子的金屬盒 金屬盒兩的帶夾子的金屬盒 金屬盒兩 端分別連接輕質(zhì)彈簧 端分別連接輕質(zhì)彈簧 Q Q是固定于盒子上的遮光片 利用它和是固定于盒子上的遮光片 利用它和 用心 愛心 專心3 光電計時器能測量金屬盒振動時的頻率 已知彈簧振子做簡諧運動時的周期光電計時器能測量金屬盒振動時的頻率 已知彈簧振子做簡諧運動時的周期T T 2 2 其中 其中m m是振子的質(zhì)量 是振子的質(zhì)量 k k 是常數(shù) 當空盒振動時 測得振動頻率為是常數(shù) 當空盒振動時 測得振動頻率為f f1 1 把一物體 把一物體 m m k k 夾在盒中 并使其振動時 測得頻率為夾在盒中 并使其振動時 測得頻率為f f2 2 你認為這套裝置能測量物體的質(zhì)量嗎 如果你認為這套裝置能測量物體的質(zhì)量嗎 如果 不能 請說明理由 若能 請求出被測物體的質(zhì)量 不能 請說明理由 若能 請求出被測物體的質(zhì)量 8 8 如圖 如圖 1212 1 1 9 9 甲所示是一個單擺振動的情形 甲所示是一個單擺振動的情形 O O是它的平衡位置 是它的平衡位置 B B C C是擺球所能到是擺球所能到 達的最遠位置 設(shè)擺球向右方向運動為正方向 圖乙所示是這個單擺的振動圖象 根據(jù)達的最遠位置 設(shè)擺球向右方向運動為正方向 圖乙所示是這個單擺的振動圖象 根據(jù) 圖象回答 圖象回答 取取 2 2 10 10 1 1 單擺振動的頻率是多大 單擺振動的頻率是多大 2 2 開始時刻擺球在何位置 開始時刻擺球在何位置 3 3 若當?shù)氐闹亓铀俣葹槿舢數(shù)氐闹亓铀俣葹?1010 m sm s2 2 試求這個擺的擺長是多少 試求這個擺的擺長是多少 用心 愛心 專心4 9 9 如圖 如圖 1212 1 1 1010 所示 所示 A A B B兩物體的質(zhì)量都為兩物體的質(zhì)量都為m m 拉 拉 A A 物體的細線與水平方向的夾角為物體的細線與水平方向的夾角為 30 30 時處于靜止狀態(tài) 時處于靜止狀態(tài) 不考慮摩擦力 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為不考慮摩擦力 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k k 若懸線突然斷若懸線突然斷 開開 后 后 A A在水平面上做周期為在水平面上做周期為T T的簡諧運動 當?shù)暮喼C運動 當B B落地落地 時 時 A A恰好將彈簧壓縮到最短 求 恰好將彈簧壓縮到最短 求 1 1 A A振動時的振幅 振動時的振幅 2 2 B B落地時的速度 落地時的速度 用心 愛心 專心5 第十二章第十二章 第第 1 1 單元單元 機械振動機械振動 參考答案與詳細解析參考答案與詳細解析 1 1 解析 解析 1 1 當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時物體發(fā)生共振 物體的振幅最當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時物體發(fā)生共振 物體的振幅最 大 故昆蟲翅膀的振動頻率應(yīng)為大 故昆蟲翅膀的振動頻率應(yīng)為 200200 HzHz 左右 左右 2 2 共振曲線如圖所示 共振曲線如圖所示 答案 答案 1 200 1 200 2 2 見解析圖見解析圖 2 2 解析 風浪沖擊力的頻率要遠離輪船搖擺的頻率才不會使輪船發(fā)生共振 才能防止 解析 風浪沖擊力的頻率要遠離輪船搖擺的頻率才不會使輪船發(fā)生共振 才能防止 傾覆 傾覆 答案 速度答案 速度 頻率頻率 3 3 解析 解析 1 1 由題意可知 振子由由題意可知 振子由B B C C經(jīng)過半個周期 即經(jīng)過半個周期 即 0 50 5 s s 故 故T T 1 01 0 T T 2 2 s s f f 1 1 Hz Hz 1 1 T T 2 2 振子經(jīng)過振子經(jīng)過 1 1 個周期通過的路程個周期通過的路程s s1 1 0 40 4 m m 振子 振子 5 5 s s 內(nèi)振動了五個周期 回到內(nèi)振動了五個周期 回到B B 點 通過的路程 點 通過的路程 s s 5 5s s1 1 2 2 m m 位移位移x x 1010 cmcm 0 10 1 m m 3 3 由由F F kxkx可知 可知 在在B B點時點時 F FB B k k 0 1 0 1 在在P P點時點時F FP P k k 0 04 0 04 用心 愛心 專心6 故故 5 2 5 2 a aB B a aP P F FB B m m F FP P m m 答案 答案 1 1 0 1 1 0 s s 1 01 0 HzHz 2 2 2 2 m m 0 10 1 m m 3 5 2 3 5 2 4 4 解析 根據(jù)單擺周期公式得 解析 根據(jù)單擺周期公式得T T0 0 2 2 T T 2 2 其中 其中l(wèi) l是單擺長度 是單擺長度 g g0 0和和g g l l g g0 0 l l g g 分別是兩地點的重力加速度 根據(jù)萬有引力定律公式可得分別是兩地點的重力加速度 根據(jù)萬有引力定律公式可得g g0 0 G G g g G G M M R R2 2 M M R R h h 2 2 由以上各式可解得由以上各式可解得h h 1 1 R R T T T T0 0 答案 答案 1 1 R R T T T T0 0 5 5 解析 把解析 把m m1 1的運動分成兩個分運動 其一是沿的運動分成兩個分運動 其一是沿ADAD方向的勻速運方向的勻速運 動 其二是沿動 其二是沿ABAB圓弧的運動 實際相當于擺長等于圓弧槽半徑圓弧的運動 實際相當于擺長等于圓弧槽半徑 的單擺運動 的單擺運動 在在ADAD方向上 方向上 x x vtvt 在在ABAB弧上運動 等效成單擺運動 弧上運動 等效成單擺運動 t t nTnT 又又T T 2 2 R R g g 由由 兩式可得 兩式可得 t t 2 2n n n n 1 2 3 1 2 3 R R g g 代入代入 式得 式得 v v n n 1 2 3 1 2 3 x x t t x x 2 2n n g g R R 答案 答案 v v n n 1 2 3 1 2 3 x x 2 2n n g g R R 6 6 答案 周期性答案 周期性 彈簧振子彈簧振子 67 567 5 7 7 解析 由彈簧振子的周期公式可知 其周期是振子質(zhì)量的函數(shù) 只要知道夾入物體前 解析 由彈簧振子的周期公式可知 其周期是振子質(zhì)量的函數(shù) 只要知道夾入物體前 后振子的周期 就可求出物體的質(zhì)量 后振子的周期 就可求出物體的質(zhì)量 空盒時 空盒時 T T1 1 2 2 1 1 f f1 1 M M k k 設(shè)物體質(zhì)量為設(shè)物體質(zhì)量為m m 盒內(nèi)裝入物體后 盒內(nèi)裝入物體后 T T2 2 2 2 1 1 f f2 2 M M m m k k 聯(lián)立可解聯(lián)立可解m m M M f f1 12 2 f f2 22 2 f f2 22 2 答案 見解析答案 見解析 用心 愛心 專心7 8 8 解析 解析 1 1 由圖乙可知由圖乙可知T T 0 80 8 s s 則則f f 1 251 25 HzHz 1 1 T T 2 2 由圖乙知 開始時刻擺球在負向最大位移處 因向右為正方向 所以開始時擺球由圖乙知 開始時刻擺球在負向最大位移處 因向右為正方向 所以開始時擺球 應(yīng)在應(yīng)在B B點 點 3 3 由由T T 2 2 得 得 l l 0 16 0 16 m m l l g g g gT T2 2 4 4 2 2 答案 答案 1 1 25 1 1 25 HzHz 2 2 B B點點 3 0 16 3 0 16 m m 9 9 解析 解析 1 1 線斷前 線的拉力線斷前 線的拉力F F mgmg 設(shè)此時彈簧伸長為設(shè)此時彈簧伸長為x x0 0 F Fcos30 cos30 kxkx0 0 得 得x x0 0 3 3m mg g 2 2k k 線斷后 在彈力作用下 線斷后 在彈力作用下 A A做簡諧運動的振幅