高二物理第九章機械振動知識點及習(xí)題練習(xí)+單元練習(xí)(含答案)

1、機械振動機械振動簡諧運動物理量：振幅、周期、頻率阻尼振動 無阻尼振動受力特點回復(fù)力：f=_彈簧振子：f= - kx單擺：回復(fù)力：f=_ 周期：t=_ 受迫振動運動規(guī)律簡諧運動圖象是_或_函數(shù)圖象物理模型共振三、基礎(chǔ)知識 1、簡諧運動的概念簡諧運動的定義：_。簡諧運動的物體的位移x、回復(fù)力f、加速度a、速度v、動能ek、勢能ep的變化規(guī)律：a在研究簡諧運動時位移的起點都必須在平衡位置處。b在平衡位置：位移最小、回復(fù)力最小、加速度最??；速度最大、動能最大。c在離開平衡位置最遠時：_。d振動中：注意以上各量的矢量性和對稱性。簡諧運動機械能守恒，但機械能守恒的振動不一定時簡諧運動。注意：a回復(fù)力是效果

2、力。b物體運動到平衡位置不一定處于平衡狀態(tài)。c簡諧運動定義式f=-kx中的k不一定是彈簧的勁度系數(shù)。2、總體上描述簡諧運動的物理量振幅a：_稱為振幅。它是描述振動_的物理量。它是_量。簡諧運動的振幅不變，而位移在時刻變化。周期t和頻率f：_稱為周期t,它是_量，單位是秒；_稱為振動頻率，單位是赫茲（hz）。周期和頻率都是描述_的物理量，它們的關(guān)系是：t=1/f。它們與_無關(guān)，由_決定，因而以叫_周期，或_頻率。3、單擺單擺的概念：在細線的一端拴一個小球，另一端固定在懸點上，_可忽略，線長遠大于球的直徑，這樣的裝置叫單擺。單擺的特點：a單擺是實際擺的理想化，是一個理想模型; b單擺的等時性，在振

3、幅很小的情況下，單擺的振動周期與_無關(guān);c單擺的回復(fù)力由_提供，當(dāng)最大擺角100時，單擺的振動是簡諧運動，其振動周期t=_。單擺的應(yīng)用：a計時器；b測定重力加速度g, g=_.4、簡諧運動的圖象簡諧運動的圖象：以橫軸表示時間t，以縱軸表示位移x，建立坐標系，畫出的簡諧運動的位移時間圖象稱為_圖象，也叫_。都是_曲線振動圖象的含義：振動圖象表示了_變化的規(guī)律圖象的用途：從圖象中可以知道：a任一個時刻質(zhì)點的位移 b振幅a、周期t c位移x、回復(fù)力f、加速度a、速度v、動能ek、勢能ep在任意時刻的變化趨勢及位移x、回復(fù)力f、加速度a、速度v在任意時刻的方向。注意：a簡諧運動的圖象不是振動質(zhì)點的軌跡

4、 b簡諧運動的周期性，體現(xiàn)在振動圖象上是曲線的重復(fù)性簡諧運動是一種復(fù)雜的非勻變速運動但運動的特點具有簡單的周期性、重復(fù)性、對稱性所以用圖象研究要比用方程要直觀、簡便 5、受迫振動和共振。受迫振動：物體在_的振動，其振動頻率和固有頻率無關(guān)，等于_的頻率；當(dāng)受迫振動是無阻尼振動時，振動物體因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振動能量剛好由周期性的驅(qū)動力做功給予補充，維持其振幅不變。共振：a共振現(xiàn)象：在受迫振動中，_相等時，振幅最大，這種現(xiàn)象稱為共振。聲音的共振又叫_。b產(chǎn)生共振的條件是：_。c共振的應(yīng)用與防止：在需要利用共振時，應(yīng)使_。在需要防止共振時，應(yīng)使_。四、典型問題問題1:簡諧運動中各物理量的變

5、化特點簡諧運動涉及到的物理量較多，但都與簡諧運動物體相對平衡位置的位移x存在直接或間接關(guān)系：例1 有一彈簧振子做簡諧運動，則 （ ）a加速度最大時，速度最大 b速度最大時，位移最大c位移最大時，回復(fù)力最大 d回復(fù)力最大時，加速度最大問題2：簡諧運動的對稱性簡諧運動的對稱性是指振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩位置時，振子的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能等均是等大（位移、回復(fù)力、加速度的方向相反，速度的方向不確定）。運動時間也具有對稱性，即在平衡位置對稱兩段位移間運動的時間相等。理解好對稱性這一點對解決有關(guān)問題很有幫助。dabcovbva例3如圖所示。彈簧振子在振動過程中，振子經(jīng)a、b兩點的速

6、度相同，若它從a到b歷時0.2s,從b再回到a的最短時間為0.4s,則該振子的振動頻率為：a1hz; b1.25hz; c2hz; d2.5hz.問題3：簡諧運動的周期性簡諧運動具有周期性，其運動周期t的大小由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定。理解了這一點，在解決相關(guān)問題時就不易出錯。例5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t0，當(dāng)氣球停在某一高度時，測得該單擺周期為t。求該氣球此時離海平面的高度h。把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為r的球體。例6一彈簧振子作簡諧運動，周期為t ，則下列說法中正確的是：a若t時刻和(t+t)時刻振子運動位移的大小相等、方向相同，則t

7、一定等于t的整數(shù)倍；b若t時刻和(t+t)時刻振子運動速度的大小相等、方向相反，則t一定等于t/2的整數(shù)倍；c若t=t，則在t時刻和(t+t)時刻振子運動的加速度一定相等；d若t=t/2 ，則在t時刻和(t+t)時刻彈簧的長度一定相等。 問題4：簡諧運動圖象簡諧運動圖象能夠反映簡諧運動的運動規(guī)律，因此將簡諧運動圖象跟具體運動過程聯(lián)系起來是討論簡諧運動的一種好方法。例7如圖，若質(zhì)點在a對應(yīng)的時刻，則其速度v、加速度a的大小的變化情況為：av變大，a變小 bv變小，a變小cv變大，a變小 dv變小，a變大例8一水平彈簧振子，規(guī)定水平向右為正方向。它的振動圖象如圖所示，則：a圖中a點對應(yīng)的時刻，振子

8、所受彈力方向水平向右b圖中a點對應(yīng)的時刻，振子的速度方向水平向右oa/cmf/hz0.250.50.7584c在04s內(nèi)振子作了175次全振動d在04s內(nèi)振子通過的路程為035cm，位移為0問題5：機械振動與機械能綜合問題例10如圖所示為一單擺的共振曲線，求： 該單擺的擺長約為多少？（近似認為g=m/s2）共振時擺球的最大速度大小是多少？ 若擺球的質(zhì)量為50克，則擺線的最大拉力是多少？問題6：根據(jù)共振的條件分析求解相關(guān)問題。例11如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無初速釋放，在垂直紙面的平面內(nèi)振動；接著其余各擺也開始振動。下列說法中正確的

9、有：a各擺的振動周期與a擺相同b各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大c各擺的振動周期不同，c擺的周期最長d各擺均做自由振動例12如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。（1）當(dāng)振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是多大？（2）轉(zhuǎn)速多大時，彈簧振子的振幅最大？作業(yè)1簡諧運動一、選擇題(每小題7分,共84分)1.a關(guān)于回復(fù)力,下列說法正確的是()a.回復(fù)力一定是物體受到的合外力b.回復(fù)力只能是彈簧的彈力提供c.回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果命名的d.回復(fù)力總是指向平衡位置答案:cd2.a下列

10、的運動屬于簡諧運動的是()a.活塞在氣缸中的往復(fù)運動b.拍皮球時,皮球的上下往復(fù)運動c.音叉叉股的振動d.小球在左右對稱的兩個斜面上來回滾動答案:c3.a一質(zhì)點做簡諧運動,當(dāng)位移為正的最大值時,質(zhì)點的()a.速度為正的最大值,加速度為零b.速度為負的最大值,加速度為零c.速度為零,加速度為正的最大值d.速度為零,加速度為負的最大值答案:d4.a關(guān)于簡諧運動的位移、加速度和速度的關(guān)系,正確的說法是()a.位移減小時,加速度增大,速度增大b.位移方向總和加速度方向相反,和速度方向相同c.物體的速度增大時,加速度一定減小d.物體向平衡位置運動時,速度方向和位移方向相同答案:c5.a下表中給出的是做簡

11、諧運動物體的位移x或速度v與時刻的對應(yīng)關(guān)系,t是振動的周期,則下列選項中正確的是()0t甲零正向最大零負向最大零乙零負向最大零正向最大零丙正向最大零負向最大零正向最大丁負向最大零正向最大零負向最大a.若甲表示位移x,則丙表示相應(yīng)的速度vb.若乙表示位移x,則丙表示相應(yīng)的速度vc.若丙表示位移x,則甲表示相應(yīng)的速度vd.若丁表示位移x,則甲表示相應(yīng)的速度v答案:ad6.b關(guān)于簡諧運動中的平衡位置,下列說法正確的是()a.平衡位置就是物體所受合外力為零的位置b.平衡位置就是加速度為零的位置c.平衡位置就是回復(fù)力為零的位置d.平衡位置就是受力平衡的位置答案:c7.b一平臺沿豎直方向做簡諧運動,一物體

12、置于平臺上隨臺一起運動,當(dāng)振動平臺處于什么位置時,物體對臺面的壓力最大()a.振動平臺在最高位置時b.振動平臺向下振動經(jīng)過平衡位置時c.振動平臺在最低位置時d.振動平臺向上運動經(jīng)過平衡位置時答案:c8.b簡諧運動是下列哪一種運動()a.勻速直線運動b.勻加速運動 c.勻變速運動d.變加速運動答案:d9.b做簡諧運動的物體每次經(jīng)過同一位置時,一定相同的物理量是()a.速度b.位移c.回復(fù)力d.加速度答案:bcd10.b對于彈簧振子,其回復(fù)力和位移的關(guān)系,在下圖中正確的是()答案:c11.c對簡諧運動的回復(fù)力f=-kx的理解,正確的是()a.k只表示彈簧的勁度系數(shù)b.式中負號表示回復(fù)力總是負值c.

13、位移x是相對平衡位置的位移d.回復(fù)力只隨位移變化,不隨時間變化答案:c12.c彈簧振子的質(zhì)量是0.2kg,在水平方向做簡諧運動,當(dāng)它運動到平衡位置左側(cè)x1=2cm的位置時,受到的回復(fù)力大小f1=4n,則當(dāng)它運動到平衡位置右側(cè)x2=4cm的位置時,它的加速度是()a.20m/s2,方向向左 b20m/s2,方向向右c.40m/s2,方向向左 d.40m/s2,方向向右答案:c二、計算題(共16分)13.c試證明:用輕彈簧懸掛一個振子,讓它在豎直方向振動起來,在彈性限度內(nèi),振子是做簡諧運動.(如圖)答案:設(shè)振子的平衡位置為o,令向下為正方向,此時彈簧的形變?yōu)閤0,根據(jù)胡克定律及平衡條件有mg-kx

14、0=0.當(dāng)振子向下偏離平衡位置x時,有f=mg-k(x+x0)整理可得f=-kx(緊扣簡諧運動特征及對稱性)故重物的振動滿足簡諧運動的條件作業(yè)2振幅、周期和頻率一、選擇題(每小題6分,共60分)1.a關(guān)于彈簧振子所處的位置和通過的路程,下列說法正確的是()a.運動一個周期后位置一定不變,通過的路程一定是振幅的4倍b.運動半個周期后位置一定不變,通過的路程一定是振幅的2倍c.運動周期后位置可能不變,路程不一定等于振幅d.運動一段后若位置不變,通過的路程一定是4a答案:ac2.a關(guān)于簡諧運動的下述各物理量,說法正確的是()a.振幅是由平衡位置指向最大位移處的矢量b.周期和頻率的乘積為一常量c.振幅

15、越大,周期越長d.振幅越小,頻率越大答案:b3.a關(guān)于振幅的各種說法正確的是()a.振幅是振子離開平衡位置的最大距離 b.振幅大小表示振動能量的大小c.振幅越大,振動周期越長d.振幅增大,振動物體最大加速度也增大答案:ad4.a一彈簧振子,使其離開平衡位置2cm,由靜止開始釋放,若t=0.1s時,第一次回到平衡位置,則下列說法中正確的是()a.振子的振動周期為0.4s b.1s內(nèi)振子通過的路程是20cmc.t1=0.05s,與t2=0.15s時刻,振子速度相同,加速度相同d.t1=0.05s與t2=0.35s時刻,振子動量反向,彈簧長度相等答案:abd5.b在1min內(nèi),甲振動30次,乙振動7

16、5次,則()a.甲的周期為0.5s,乙的周期為0.8sb.甲的周期為2s,乙的周期為1.25sc.甲的頻率為0.5hz,乙的頻率為1.25hzd甲的頻率為2hz,乙的頻率為0.8hz答案:c6.b如圖所示,彈簧振子在a、b之間做簡諧運動,o為平衡位置,a、b間的距離為20cm,由a運動到b的最短時間為1s,則下述說法正確的是()a.從0到a再到o振子完成一次全振動 b.振子的周期是1s,振幅是20cmc.振子完成兩次全振動所通過的路程是40cmd.從o開始經(jīng)過2s時,振子對平衡位置的位移為零答案:d7.b彈簧振子做簡諧運動時,從振子經(jīng)過某一位置a開始計時,則()a.當(dāng)振子再次與零時刻速度相同時

17、,所用的時間一定是一個周期b.當(dāng)振子再次經(jīng)過a時,所用的時間一定是半個周期c.當(dāng)振子的加速度再次與零時刻的加速度相同時,一定又到達位置ad.一定還有另一個位置跟位置a有相同的位移.答案:c8.b做簡諧振動的彈簧振子,振子質(zhì)量為m,最大速率為v,則下列說法中正確的是()a.從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),回復(fù)力做的功一定為零b.從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),回復(fù)力做的功可能是零到之間的某一個值c.從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),回復(fù)力的沖量一定為零d.從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),回復(fù)力的沖量大小可能是零到2mv之間的某一個值答案:ad9.b如圖所示,振子以o點為平衡位置在a、b間做

18、簡諧運動,從振子第一次到達p點時開始計時,則()a.振子第二次到達p的時間間隔為一個周期b.振子第三次到達p的時間間隔為一個周期c.振子第四次到達p的時間間隔為一個周期d.振子從a到b或從b到a的時間間隔為一個周期答案:b10.b彈簧振子以o點為平衡位置做簡諧運動,從振子通過o點時開始計時,振子第一次到達m點用了0.3s,又經(jīng)過0.2s第二次通過m點,則振子第三次通過m點還要經(jīng)過的時間可能是()a.b.c.1.4sd.1.6s 答案:ac二、11.c做簡諧運動的彈簧振子的振幅是a,最大加速度大小為a0,那么在位移處,振子的加速度a=_a0答案:三、12.c勁度系數(shù)k=40n/m的輕彈簧,一端拴

19、在豎直墻上,另一端拴物體a,a的質(zhì)量ma=0.2kg,在a的上表面放有質(zhì)量mb=0.1kg的物體b,如圖所示,已知水平地面光滑,a和b之間的最大靜摩擦力fm=02n,若要使a、b兩物體一起做簡諧運動,則振幅的最大值是多少?答案:選a、b為整體作為研究對象,則這一整體所受的回復(fù)力就是彈簧的彈力,由牛頓第二定律得,當(dāng)x=a時,加速度達最大值am,對物體b,它作簡諧運動的回復(fù)力由a物體給它的摩擦力提供,當(dāng)位移x=a時,受到的回復(fù)力達最大值fm,由牛頓第二定律得,所以 ,13.c如圖所示,質(zhì)量為m的物塊與直立于水平桌面上勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端相連,彈簧的下端固定在桌面上,質(zhì)量為m的小物塊放在大物塊呈

20、水平的上表面,現(xiàn)用力豎直下壓m、m后由靜止釋放,則當(dāng)彈簧的總壓縮量至少達多少時,釋放后可使m、m在某處分離?答案:14.c勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛,在其下端掛一質(zhì)量為m的砝碼,然后從彈簧原長處由靜止釋放砝碼,此后()a.砝碼將做簡諧運動b.砝碼的最大加速度是2gc.砝碼的最大速度是d.彈簧的最大彈性勢能可達 答案有解析第九章機械振動.) a、d作業(yè)3簡諧運動的圖象一、選擇題(每小題4分,共36分)1.a如圖所示的是某一質(zhì)點做簡諧運動的圖象,下列說法中正確的是()a.質(zhì)點開始是從平衡位置沿x軸正方向運動的b.2s末速度最大,沿x軸的負方向c.3s末加速度最大,沿x軸負方向 d.質(zhì)點在4s內(nèi)

21、的路程是零答案:b2.a如圖所示是某一質(zhì)點做簡諧運動的圖象,下列說法正確的是()a.在第1s內(nèi),質(zhì)點做加速運動 b.在第2s內(nèi),質(zhì)點做加速運動c.在第3s內(nèi),動能轉(zhuǎn)化為勢能 d.在第4s內(nèi),動能轉(zhuǎn)化為勢能答案:bc3.a彈簧振子做簡諧運動,其位移x與時間t的關(guān)系如圖所示,由圖可知()a.t=1s時,速度值最大,方向為負,加速度為零b.t=2s時,速度值最大,方向為正,加速度最大c.t=3s時,速度值最大,方向為負,加速度為零d.t=4s時,速度值最大,方向為正,加速度最大答案:a4.a在振動圖象中(右圖),下列說法中正確的是()a.在2s末和4s末時刻,振子的速度相同b.在23末和6s末時刻,

22、振子的速度相同c.在1s末和3s末時刻,振子的加速度相同d.在1s末和5s末時刻.振子的加速度相同答案:bd5.b在振動圖象(右圖)中,a、b對應(yīng)的時刻,振子的()a.加速度不同b.位移不相同c.速度不相同d.回復(fù)力不相同答案:c6.b如圖所示是一彈簧振子在水平面做簡諧運動的圖象,那么振動系統(tǒng)在()a.t3和t4具有相同的動能和動量b.t3和t5具有相同的動能和不同的動量c.t1和t4時刻具有相同的加速度d.t2和t5時刻振子所受的回復(fù)力大小之比為2:1答案:ab7.b如圖所示是甲、乙兩個質(zhì)量相等的振子分別做簡諧運動的圖象,那么()a.甲、乙兩振子的振幅分別是2cm、1cmb.甲的振動頻率比乙

23、小c.前2s內(nèi)甲、乙兩振子加速度均為正d.第2s末甲的速度最大,乙的加速度最大答案:ad8.b如圖所示,一輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的小球組成彈簧振子,小球沿豎直方向在a、b兩點間做簡諧運動,o為平衡位置振子的周期為t,某時刻振子正經(jīng)過c點向上方運動,o與c間的距離為h,則從此時開始的半個周期的過程中()a.重力做功為2mghb.重力的沖量為c.回復(fù)力的沖量為零d.回復(fù)力所做的功為零答案:abd9.b如圖所示,在水平地面上,有兩個質(zhì)量分別為m和m的物塊用一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,現(xiàn)用一個豎直向下的力f下壓物塊m,撤銷f后,物塊m恰好被提離地面,由此可知f的大小是()a.mgb.mgc.(m-m)g

24、d.(m+m)g答案:d二、填空題(每空7分,共28分)10.b卡車在行駛時,貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板設(shè)貨物做簡諧運動,以向上為正,其振動圖象如圖所示,在圖中取a、b、c、d四個點對應(yīng)的時刻中,在_點對應(yīng)的時刻,貨物對車廂底板的壓力最大,在_點對應(yīng)的時刻,貨物對車廂底板的壓力最小答案:a;c11.b一個小孩在蹦床上做游戲,他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度,小孩從高處開始下落到彈回的整個過程中,他的速度隨時間變化的圖象如圖所示,圖中oa段和de段為直線,則根據(jù)此圖象可知:小孩和蹦床相接觸的時間為_；加速度最大的時刻是_答案:t5-t1;t3三、作圖與計算(每小題12分,共36分)1

25、2.c甲、乙兩人先后觀察同一彈簧振子在豎直方向上下振動的情況 (1)甲開始觀察時,振子正好通過平衡位置向下運動.已知經(jīng)過1s后,振子第1次回到平衡位置,振子的振幅為5cm,設(shè)以豎直向上為位移的正方向,試在圖(a)中畫出甲觀察到的振子的振動圖象(每小格代表0.5s).(2)乙在甲觀察了3.5s后,開始觀察并計時,試在圖(b)中畫出乙觀察到的彈簧振子的振動圖象.答案:略13.c一個質(zhì)點在平衡位置o點的附近做簡諧運動,它離開o點運動后經(jīng)過3s時間第一次經(jīng)過m點,再經(jīng)過2s第二次經(jīng)過m點該質(zhì)點再經(jīng)過_s第三次經(jīng)過m點.若該質(zhì)點由o點出發(fā)在20s內(nèi)經(jīng)過的路程是20cm,則質(zhì)點做振動的振幅為_cm答案:做

26、出該質(zhì)點做振動的圖象如圖所示,則m點的位置可能有兩個,即如圖所示的m1或m2若是位置m1,由圖可知,t1=16s,質(zhì)點第三次經(jīng)過m1時所需時間為第一次經(jīng)過的時間再加一個周期,故t1=16s-2s=14s.質(zhì)點在20s內(nèi)(即個周期)的路程為20cm,故由5a1=20cm,得振幅a1=4cm.若是位置m2,由圖可知.質(zhì)點第三次經(jīng)過m2時所需時間為第一次經(jīng)過的時間減一個周期,故.質(zhì)點在20s內(nèi)(即個周期內(nèi))的路程為20cm.故由15a2=20cm,得振幅.綜上所述,答案為:一組為t1=14s,a1=4cm；一組為14.c如圖所示,一塊涂有炭黑的玻璃板,質(zhì)量為2kg,在豎直向上拉力f的作用下由靜止開始

27、豎直向上做勻變速直線運動；一個裝有指針的、振動頻率為5hz的電動音叉在玻璃板上畫出如圖所示的曲線,若量得oa=1cm,ob=4cm,oc=9cm.則外力f的大小為_n.(g=10m/s2)答案:24n作業(yè)4單擺一、選擇題(每小題4分,共36分)1.a關(guān)于單擺,下列說法不正確的是()a.單擺的回復(fù)力是重力的分力 b.單擺的擺角小于5,可看作簡諧振動c.單擺的振幅不論多大,其周期均為 d.單擺的振動是變加速圓周運動答案:c2.a將秒擺改為頻率1hz的擺,應(yīng)采取()a.擺球質(zhì)量為原來的b.振幅減小c.擺長變?yōu)樵瓉淼?倍d.擺長為原來的答案:d3.a一個單擺從甲地到乙地,發(fā)現(xiàn)振動變快,為調(diào)整為原來的快

28、慢,則()a.因為,應(yīng)縮短擺長b.因為,應(yīng)加長擺長c.因為,應(yīng)縮短擺長d.因為,應(yīng)加長擺長答案:d4.a同一單擺放在甲地的振動頻率為f1,放在乙地的振動頻率為f2,那么甲、乙兩地的重力加速度之比為()a.b.c.d.答案:c5.a對于單擺振動過程,正確的是()a.擺球機械能守恒.因為合外力為零b.擺球經(jīng)過最低點,動能最大,動量值最大c.擺球向最高點擺動時,動能轉(zhuǎn)化為勢能,且因為克服重力做功而機械能減小d.擺球到最高點時,動能為零,勢能最大 答案:bd6.b一物體在某行星表面受到的萬有引力是它在地球表面受到的萬有引力的,在地球上走得很準的擺鐘搬到此行星上后,此鐘的分針走一整圈所經(jīng)歷的時間實際是(

29、)a.b.c.2hd.4h答案:c7.b以平衡位置為坐標原點,單擺擺到平衡位置時,下列說法正確的是()a.擺球所受的合力為零b.擺球的速度為零c.擺球的回復(fù)力為零d.擺球的位移為零答案:cd8.b用空心鐵球內(nèi)部裝水作擺球,若球的正下方有一小孔,水不斷流出,從球內(nèi)裝滿水到全部流出為止的過程中,其振動周期的大小是()a.不變b.變大c.先變大后變小d.先變小后變大答案:c9.ba、b兩個單擺,在同一地點a全振動n1次的時間內(nèi)b恰好全振動了n2次,那么a、b擺長之比為()a.b.c.d.答案:d二、填空題(每空8分,共24分)10.b甲、乙兩個單擺,甲的擺長為乙的4倍,甲擺的振幅是乙擺的3倍,甲擺球

30、的質(zhì)量是乙的2倍,那么甲擺動5次的時間里,乙擺動_次答案:1011.ba、b兩單擺.當(dāng)a擺動20次,b擺動30次,已知a擺擺長比b擺擺長短40cm,則a、b兩擺的擺長分別為_cm和_cm答案:72;32三、計算題(每小題10分,共40分)12.c如圖所示,在o點懸有一細繩,繩上串有一個小球b,并能順著繩子滑下來,在o點正下方有一半徑為r的光滑圓弧,圓心位置恰好為o點,在圓弧軌道上接近o處有另一小球a,令a、b兩球同時開始無初速度釋放,若a球第一次到達平衡位置時正好能夠和b碰上,則b球與繩之間的摩擦力與b球重力之比是多少?(計算時2=10,g=9.8m/s2)答案:1:513.c在測量某地的重力

31、加速度時,用了一個擺長為2m的單擺測得100次全振動時間為284s.這個地方的重力加速度多大?若拿到月球(月球的重力加速度為1.6m/s2)上去,單擺的周期變?yōu)槎啻?答案:9.8m/s214.c如圖所示在一個半徑為r的光滑圓弧形軌道的圓心處有一個靜止的小球a在軌道的邊緣處有一個小球b設(shè)軌道長度遠小于半徑r,讓a、b兩球同時由靜止開始運動,通過計算說明哪一個球先到達軌道的最低點答案:a球15.c(地震儀水平擺的周期)圖所示是一種記錄地震裝置的水平擺,擺球固定在邊長為l、質(zhì)量可忽略不計的等邊三角形的頂點a上,它的對邊bc跟豎直線成不大的夾角,擺球可繞固定軸bc擺動,求擺球微小擺動時的周期.答案:解

32、法一:如圖所示,過a點做bc的垂線,交bc于o點,oa即為等效擺長,為,擺球在平衡位置時,把擺球的重力g分解為與bc平行的分力g1和與bc垂直的分力g2,g2=mgsin其等效重力加速度g=gsin,故該擺做微小擺動時的周期為.(略解法二)作業(yè)5簡諧運動的能量共振一、選擇題(每小題6分,共54分)1.a對做簡諧運動的物體來說,當(dāng)它通過平衡位置時,具有最大值的是()a.加速度b.勢能c.動能d.回復(fù)力答案:c2.a做簡諧運動的物體,在運動到最大位移時,具有最大值的物理量是()a.加速度b.速度c.動能d.勢能e.回復(fù)力答案:de3.a如果存在摩擦和空氣阻力,那么任何物體的機械振動嚴格地講都不是簡

33、諧運動,在振動過程中振幅、周期和機械能將()a.振幅減小,周期減小,機械能減小b.振幅減小,周期不變,機械能減小c.振幅不變,周期減小,機械能減小d.振幅不變,周期不變,機械能減小答案:b4.a擺動著的單擺,振幅會越來越小,對此所作的下列描繪中,正確的是()a.單擺做阻尼振動,在振動的過程中動能始終變小 b.單擺做阻尼振動,在振動過程中機械能一定變小c.擺球向上擺動過程中,動能減小,勢能增加,機械能可能不變d.擺球向上擺動過程中,增加的勢能一定大于減少的動能答案:b5.a一個水平彈簧振子,振子的質(zhì)量為m,當(dāng)振子到達最大位移處時,立即給振子粘上一個質(zhì)量為的物體,讓它們一起振動,那么()a.振子的

34、振幅變小b.振子的周期不變c.振子的機械能變大d.振子達到平衡位置的速度變小答案:d6.ba、b兩個單擺,a擺的固有頻率為f,b擺的固有頻率為4f,若讓它們在頻率為5f的驅(qū)動力作用下做受迫振動,那么a、b兩個單擺比較()a.a擺的振幅較大,振動頻率為fb.b擺的振幅較大,振動頻率為5fc.a擺的振幅較大,振動頻率為5fd.b擺的振幅較大,振動頻率為4f答案:b7.b一船在海上以某速度朝東北方向行駛,正遇上自北向南的海浪,海浪每分鐘拍打船體15次,船在水中振動的固有周期是6s,為避免發(fā)生共振,以下可采用的四種措施中,最有效的是()a.把船改向東航行,并使船速增大b.把船改向東航行,并使船速減小c

35、.把船改向北航行,并使船速增大d.把船改向北航行,并使船速減小答案:c8.b下列關(guān)于共振的說法錯誤的是()a.共振現(xiàn)象總是有害的,所以應(yīng)盡量防止共振的發(fā)生b.隊伍不能用整齊的步伐過橋,是為了避免產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力,避免發(fā)生共振c.共振篩是通過改變驅(qū)動力的頻率使它接近篩的固有頻率,產(chǎn)生共振,提高篩除雜物的效率d.應(yīng)用共振時,設(shè)法使驅(qū)動力頻率跟受迫振動物體的固有頻率接近或相等；防止共振危害時,設(shè)法使驅(qū)動力的頻率跟受迫振動物體的固有頻率相差很大答案:a9.b如圖所示,在曲軸上懸掛一個彈簧振子,若不轉(zhuǎn)動把手,讓振子上下振動,其振動周期為t1,現(xiàn)使把手以周期t2勻速轉(zhuǎn)動(t2t1),當(dāng)運動穩(wěn)定后那么()

36、a.彈簧振子振動周期為t1b.彈簧振子振動周期為c.要使彈簧振子振幅增大,可讓把手轉(zhuǎn)速減小d.要使彈簧振子振幅增大,可讓把手轉(zhuǎn)速增大答案:c10.b把一個篩子用四根彈簧支起來,篩子上一個電動偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周,給篩子一個驅(qū)動力,這樣就做成了一個共振篩,篩子做自由振動時,完成10次全振動用時15s,在某電壓下,電動偏心輪轉(zhuǎn)速是36r/min已知增大電壓可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高；增加篩子質(zhì)量,可以增大篩子的固有周期,那么要使篩子的振幅增大,下列哪些做法是正確的()a.提高輸入電壓 b.降低輸入電壓c.增加篩子質(zhì)量d.減小篩子質(zhì)量答案:ac11.c如圖所示,曲軸上懸掛一彈簧振子,轉(zhuǎn)動搖把,曲軸可以帶動彈簧

37、振子上下振動,開始時不轉(zhuǎn)動搖把,讓振子上下自由振動,測得振動頻率為2hz,然后勻速轉(zhuǎn)動搖把,轉(zhuǎn)速為240r/min當(dāng)振子振動穩(wěn)定后,振子的振動周期是() a.0.5sb.0.25s c.2sd.4s答案:b二、填空題(每空6分,共24分)12.c如圖所示,為某物體做受迫振動的共振曲線,從圖中可知該物體振動的固有頻率是_hz在驅(qū)動力頻率由150hz增大到250hz的過程中,物體振動的振幅變化趨勢是_200hz,是由小到大,再由大到小13.c水平放置的彈簧振子由兩個粘在一起的質(zhì)量相等的物塊組成,在振動過程中當(dāng)彈簧拉得最長時,若其中一個物塊脫落,則此彈簧的振幅將為原來的_倍,最大速率為原來的_倍:1

38、,三、計算題(每小題11分,共22分)14.c汽車沿一條起伏不平的公路行駛,路面上凸起處相隔的距離大約都是16m,汽車的車身是裝在彈簧上的,當(dāng)汽車以8m/s的速度行駛時,車身起伏振動的最強烈,則彈簧的固有頻率是多少?答案:0.5hz15.c如圖所示是一單擺的共振曲線,該單擺的擺長約為多少?共振時單擺的振幅多大?共振時單擺擺球的最大加速度和最大速度各是多少?(g取10m/s2)答案:從共振曲線知,單擺的固有頻率f=0.5hz,由得擺長發(fā)生共振時,單擺振動的振幅最大,a=8cm,設(shè)擺線偏離豎直方向的最大偏角為,由機械能守恒定律得而所以擺球運動到最高點時加速度最大作業(yè)6單元訓(xùn)練卷一、選擇題(每小題3

39、分,共30分)1.關(guān)于回復(fù)力的說法,正確的是()a.回復(fù)力是指物體受到的指向平衡位置的力b.回復(fù)力是指物體受到的合力c.回復(fù)力是從力的作用效果命名的,可以是重力、彈力或摩擦力,可以是幾個力的合力d.回復(fù)力實質(zhì)上是向心力答案:ac2.關(guān)于彈簧振子的振動,下述說法中正確的是()a.周期與振幅有關(guān),振幅越小,周期越長 b.在任意內(nèi),彈力做功為零 c.在任意內(nèi),彈力的沖量總相等d.在最大位移處,因為速度為零,所以處于平衡狀態(tài)答案:b(略解析)3.單擺的擺球做簡諧運動,經(jīng)過平衡位置時正好遇到空中飄落下的速度可忽略的雨滴,雨滴附著在擺球表面,則擺球在振動中有關(guān)物理量的變化情況是()a.最大速度不變,振動不

40、變,周期不變 b.最大速度不變,振幅變小,周期變小c.最大速度變大,振幅變小,周期不變d.最大速度變小,振幅變小,周期不變答案:d(略解析)4.下列情況中,哪些會使單擺周期變大()a.用一裝沙的輕質(zhì)漏斗做成單擺,在擺動過程中,沙從漏斗中慢慢漏出b.將擺的振幅增大c.將擺放在豎直向下的電場中,且讓擺球帶負電d.將擺從北極移到赤道上答案:acd(點撥:分析各種情況擺長或等效重力加速度的變化即可判定)5.如圖所示,地面上有一段光滑圓弧槽,其弧長10cm,半徑為2m,在圓弧軌道的b點放有一質(zhì)量為m1的光滑小球(可視為質(zhì)點),在圓弧的圓心o處放一靜止小球m2,且m1不等于m2,今將它們同時無初速釋放(c

41、為圓弧的中心),則()a.m1先到達c點b.m2先到達c點c.兩者同時到達c點d.因它們質(zhì)量不相等,無法判斷誰先到達c點答案:b(略解析)6.如圖所示,質(zhì)量為m的橡皮泥從一定高度自由下落,落到正下方被輕彈簧支起的木板上,并粘在木板上和木板一起做簡諧振動木板質(zhì)量為m,輕彈簧勁度系數(shù)為k,相碰前后彈簧壓縮量變化為a,則()a.系統(tǒng)的振幅為 b.系統(tǒng)的振幅大于等c.木板下壓a距離的時間為 d.木板下壓a距離的時間大于答案:bd7.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧振子,物體在ab兩點間做簡諧振動,o點為平衡位置.已知oc=h,振子的振動周期為t,某時刻物體正經(jīng)過c點向上運動,則從此時刻開始

42、的半個周期內(nèi)()a.重力做功為2mgh b.重力的沖量為c.回復(fù)力做功為零d.回復(fù)力的沖量為零答案:abc(略解析)8.一個彈簧振子,在光滑水平面上做簡諧運動,如圖所示,當(dāng)它從左向右恰好經(jīng)過平衡位置時,與一個向左運動的鋼球發(fā)生正碰,已知碰后鋼球沿原路返回,并且振子和鋼球不再發(fā)生第二次碰撞.則下面的情況中可能出現(xiàn)的是()a.振子繼續(xù)作簡諧振動,振幅和周期都不改變b.振子繼續(xù)作簡諧振動,振幅不變而周期改變c.振子繼續(xù)作簡諧振動,振幅改變而周期不變d.振子停止運動答案:acd(略解析)9.同一地點的甲、乙兩單擺的振動圖象如圖所示,下列說法中正確的是()a.甲、乙兩單擺的擺長相等b.甲單擺的機械能比乙

43、擺小c.兩擺球先后經(jīng)過平衡位置的時間間隔為d.兩擺球先后經(jīng)過平衡位置的時間間隔為答案:ad10.如圖所示.木塊a在光滑水平面上做簡諧振動,o為其平衡位置,c、d分別為振動中正、負最大位移處,則下述說法中正確的是()a.木塊a在振動中通過od之間的任一位置p點時,其加速度與位移都是相同的b.振動中通過od之間的任一位置p點時,其動量與動能都是相同的c.當(dāng)木塊在c點時,有一個物體b由靜止放在a上并與a粘在一起,則振動到右側(cè)可以到d點d.當(dāng)木塊在o點時,有一物體b由靜止放在a上并與a粘在一起,則振動到右側(cè)可以到d點答案:ac二、填空題(每空3分,共27分)11.一單擺,振動的周期t=2.0s,振幅為

44、5.0cm,則此單擺振動過程中最大的切向加速度的大小為_ 答案:0.49m/s212.如圖所示,放在光滑水平面上的彈簧振子,由a、b兩物體黏合組成,且,在p、q間振動,o為平衡位置,振動能量為e0,當(dāng)振子向右運動到達平衡位置o點時,a、b兩物體脫開,則脫開后振動能量為_；當(dāng)振動到最大位置q處時,a、b兩物體脫開,則脫開后振動能量為_.答案:(略解析)13.如圖所示,在曲柄a上懸掛一個彈簧振子,如果轉(zhuǎn)動搖把c可帶動曲軸bad.用手往下拉振子,再放手使彈簧振子上下振動,測得振子在10s內(nèi)完成20次全振動；若勻速轉(zhuǎn)動搖把,當(dāng)轉(zhuǎn)速為_r/min時,彈簧振子的振幅最大；當(dāng)播把轉(zhuǎn)速為n=240r/min時

45、,彈簧振子振動穩(wěn)定后的振動周期為_s.答案:120;0.25 14.任何物體都有一定的固有頻率,如果把人作為一個整體來看,在水平方向的固有頻率約為36hz,豎直方向的固有頻率約為4-8hz.拖拉機、風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、鉚釘機等操作在工作時將做_振動,這時若操作工的振動頻率跟振源的頻率_就會對操作工的健康造成傷害為了保障操作工的安全與健康,有關(guān)部門作出規(guī)定:用手操作的各類振動機械的頻率必須大于20hz,這是為了防止_所造成的危害.答案:受迫；相等；共振15.某人從電視屏幕上觀察到停泊在某星球上的宇宙飛船,看到飛船上的擺長為0.5m的單擺在30s內(nèi)往復(fù)擺動15次,該星球表面上的重力加速度是_答案:該星球的振動周期為重力加速度三、論述、計算題(16題7分,17-20題各9分,共43分)16.如圖所示,一塊涂有炭黑的玻璃板,質(zhì)量為2kg,在拉力f的作用下,由靜止開始豎直向上做勻變速運動.一個裝有水平振針的振動頻率為5hz的固定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示