高中物理人教版4第十一章機(jī)械振動1簡諧運(yùn)動 市賽獲獎

簡諧運(yùn)動練習(xí)1.關(guān)于簡諧運(yùn)動下列說法正確的是()A．簡諧運(yùn)動一定是水平方向的運(yùn)動B．所有的振動都可以看做是簡諧運(yùn)動C．物體做簡諧運(yùn)動時一定可以得到正弦曲線形的軌跡線D．只要振動圖像是正弦曲線，物體一定做簡諧運(yùn)動解析：選D.物體的簡諧運(yùn)動并不一定只在水平方向發(fā)生，各個方向都有可能發(fā)生，A錯．簡諧運(yùn)動是最簡單的振動，B錯．做簡諧運(yùn)動的軌跡線并不是正弦曲線，C錯．物體振動的圖像是正弦曲線，一定是做簡諧運(yùn)動，D對．2.如圖所示，彈簧振子以O(shè)為平衡位置，在B、C間振動，則()A．從B→O→C→O→B為一次全振動B．從O→B→O→C→B為一次全振動C．從C→O→B→O→C為一次全振動D．OB的大小不一定等于OC解析：選為平衡位置，B、C為兩側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)，則從B起經(jīng)O、C、O、B路程為振幅的4倍，即A說法對；若從O起始經(jīng)B、O、C、B路程為振幅的5倍，超過一次全振動，即B說法錯；若從C起經(jīng)O、B、O、C路程為振幅的4倍，即C說法對；因彈簧振子的系統(tǒng)摩擦不考慮，所以振幅一定，D錯．3．物體做簡諧運(yùn)動的過程中，有兩點(diǎn)A、A′關(guān)于平衡位置對稱，則物體()A．在兩點(diǎn)處的位移相同B．在兩點(diǎn)處的速度可能相同C．在兩點(diǎn)處的速率一定相同D．在兩點(diǎn)處的動能一定相同E．在兩點(diǎn)處的加速度一定相同【解析】由于A、A′關(guān)于平衡位置對稱，所以物體在A、A′點(diǎn)時位移大小相等、方向相反；速率一定相同，所以動能一定相同．但速度方向可能相同也可能相反，加速度方向一定相反．【答案】BCD4．如圖所示為一彈簧振子，O為平衡位置，設(shè)向右為正方向，振子在B，C之間振動時()A．B→O，位移為負(fù)，速度為正B．O→C，位移為正，速度為負(fù)C．C→O，位移為負(fù)，速度為正D．O→B，位移為負(fù)，速度為負(fù)E．O→B，速度為負(fù)，加速度為正【解析】彈簧振子的位移是從平衡位置指向所在處的有向線段．由題意知向右為正方向，則振子在O點(diǎn)左側(cè)時位移為負(fù)，在O點(diǎn)右側(cè)時位移為正．速度正負(fù)的判斷：如果方向向右則為正，向左則為負(fù)．B→O，位移為負(fù)，速度為正，A正確；O→C，位移為正，速度為正，B錯誤；C→O，位移為正，速度為負(fù)，C錯誤；O→B，位移為負(fù)，速度為負(fù)，加速度為正，D、E正確．【答案】ADE5.如圖所示為一個做簡諧運(yùn)動的彈簧振子的x-t圖象，在下列哪些時刻，位移和速度的方向相同()A．s B．sC．s D．5sE．s【解析】根據(jù)質(zhì)點(diǎn)在下一時刻的位置來判斷質(zhì)點(diǎn)的速度方向．【答案】ACE6．一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，如圖所示，在s到s這段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)沿________方向運(yùn)動，且速度不斷________．【解析】由圖象可看出，在s到s這段時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向的位移不斷減小，說明質(zhì)點(diǎn)正沿著正方向由負(fù)的最大位移處向著平衡位置運(yùn)動；又因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的速度方向是正方向，故質(zhì)點(diǎn)做變加速運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)速度不斷增大．【答案】正增大[能力提升]※7．如圖,一水平平臺在豎直方向上做簡諧運(yùn)動,一物體置于平臺上一起振動,當(dāng)平臺振動到什么位置時,物體對平臺的壓力最小?(B)A．當(dāng)平臺振動到最低點(diǎn)時B．當(dāng)平臺振動到最高點(diǎn)時C．當(dāng)平臺向上振動經(jīng)過平衡位置時D．當(dāng)平臺向下振動經(jīng)過平衡位置時8.如圖所示，簡諧運(yùn)動的圖象上有a、b、c、d、e、f六個點(diǎn)，其中：(1)與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有哪些？(2)與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有哪些？(3)圖象上從a點(diǎn)到c點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？【解析】(1)分析圖象可得a、b、e、f的位移均為1、d點(diǎn)的位移都是－1cm.故與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)為b、e、f三點(diǎn)．(2)由(1)可知，圖象上的a、b、e、f點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到同一位置．圖象上的c、d點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到關(guān)于O點(diǎn)對稱的另一位置．故以上6個點(diǎn)的速度大小相等．再結(jié)合圖象可以判斷a、b、c、d、e、f6個點(diǎn)的運(yùn)動方向分別為向上、向下、向下、向上、向上和向下．故與a點(diǎn)有相同速度的點(diǎn)為d和e.(3)圖象上從a點(diǎn)到b點(diǎn)，對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處先是到達(dá)2cm處又返回到1cm處，通過的路程為2cm.從b點(diǎn)到c點(diǎn)，對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處經(jīng)平衡位置運(yùn)動到負(fù)方向1cm處，通過的路程也為2cm，故從a點(diǎn)到c點(diǎn)總共通過的路程為4cm.【答案】(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm9．如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一記錄用的鉛筆P，在下面放一條白紙帶，當(dāng)小球振動時沿垂直于振動方向勻速拉動紙帶，鉛筆P就在紙帶上畫出一條振動曲線．若振動曲線如圖乙所示，由圖象判斷下列說法正確的是()甲乙A．振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB．1s末到5s末振子的路程為40cmC．2s和4s末振子的位移相等，運(yùn)動方向也相同D．振子在2s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動E．振子在4s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動【解析】由圖象可知振子偏離平衡位置的最大距離為10cm，4s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動，A、E對，D錯；1s末到5s末振子的路程是振子運(yùn)動路徑的總長40cm，故B對；2s末和4s末振子位移均為零，位移相同，2s末振子向負(fù)方向運(yùn)動，4s末振子向正方向運(yùn)動，運(yùn)動方向相反，故C錯誤．【答案】ABE10.光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為m和eq\f(1,2)m的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示．已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個木塊組成的系統(tǒng)能像一個整體一樣振動，系統(tǒng)的最大位移為________．【解析】質(zhì)量分別為m和eq\f(1,2)m的兩木塊作為一個整體同步振動，兩者具有共同的加速度，對于eq\f(1,2)m物體，當(dāng)兩木塊之間靜摩擦力達(dá)最大值時其加速度達(dá)最大值eq\f(2f,m)，此時兩木塊組成的系統(tǒng)其加速度也達(dá)最大值eq\f(2f,m)，彈簧彈力達(dá)最大值Fmax＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m＋\f(1,2)m))amax＝3f，此時系統(tǒng)的位移最大值為xmax＝eq\f(Fmax,k)＝eq\f(3f,k).【答案】eq\f(3f,k)11.如圖11-1-20所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的振動圖象，根據(jù)圖象中的信息，回答下列問題：(1)質(zhì)點(diǎn)在第2s末的位移是多少？(2)質(zhì)點(diǎn)振動過程中的最大位移為多少？(3)在前4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？【解析】(1)由x-t圖象可以讀出2s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零．(2)質(zhì)點(diǎn)的最大位移在前4s內(nèi)發(fā)生在1s末和3s末，位移大小為10cm.(3)前4s，質(zhì)點(diǎn)先朝正方向運(yùn)動了距離為10cm的一個來回，又在負(fù)方向上運(yùn)動了一個10cm距離的來回，故總路程為40cm.【答案】(1)0(2)10cm(3)40cm12．在心電圖儀、地震儀等儀器工作過程中，要進(jìn)行振動記錄，如圖(甲)所示是一種常用的記錄方法，在彈簧振子的小球上安裝一支記錄筆P，在下面放一條白紙帶．當(dāng)小球振動時，勻速拉動紙帶(紙帶速度與振子振動方向垂直)