第二章 機械振動 重難點練習(xí)- 高二上學(xué)期物理人教版(2019)選擇性必修第一冊_第1頁
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文檔簡介

第二章機械振動重點練習(xí)1.某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖像如圖所示,下列描述正確的是()

A.時,振子的速度為零,加速度為負的最大值B.時,振子的速度為負,加速度為正的最大值C.時,振子的速度為負的最大值,加速度為零D.時,振子的速度為正,加速度為負的最大值2.一簡諧振子沿x軸振動,平衡位置在坐標原點,時振子的位移為,時振子.位移第一次為,時振子位移第二次為,該振子的周期可能為()A. B.8s C. D.16s3.已知彈簧振子的周期,m為振子質(zhì)量,k為彈簧勁度系數(shù).如圖所示,兩木塊A和B疊放在光滑水平面上,一起做簡諧運動,質(zhì)量分別為和,當它們運動到平衡位置時,突然拿去A之后(對B的速度無影響),則()A.振子的頻率不變 B.振子的振幅變小 C.振子的周期變大 D.振子的振幅變大4.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.則()A.當振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期是0.5s B.當振子穩(wěn)定振動時,它的振動頻率是2HzC.當轉(zhuǎn)速增大時,彈簧振子的振幅增大 D.當轉(zhuǎn)速減小時,彈簧振子的振幅增大5.如圖所示,振子在A、之間做簡諧運動,O是平衡位置,B是的中點.已知振子經(jīng)O向右第一次運動到B所用的時間為,經(jīng)B向右第一次運動到所用的時間為,則()A. B. C. D.振子的周期為6.如圖甲所示,O是單擺的平衡位置,單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動,是擺球所能到達的最遠位置,設(shè)向右為正方向,圖乙是單擺的振動圖像.重力加速度取,下列說法正確的是()A.單擺振動的周期為0.4s B.單擺振動的頻率是2.5HzC.時擺球在M點 D.單擺的擺長約為0.32m7.長度為l的輕繩上端固定在O點,下端系一可以看成質(zhì)點的小球.在O點正下方,距O點為處的P點固定一顆小釘子.現(xiàn)將小球拉到A點,輕繩被拉直,然后由靜止釋放小球.B點是小球運動的最低位置,C點(圖中未標出)是小球能夠到達的左方最高位置.已知A點與B點之間的高度差為h,.始終在同一豎直平面內(nèi).當?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計空氣阻力.下列說法不正確的是()A.B點與C點高度差等于hB.若釘子可在間移動且與B點距離合適,小球有可能繞P點做完整的圓周運動C.小球從離開A點到第一次回到A點用時D.小球從離開A點到第一次回到A點用時8.為了交通安全,常在公路上設(shè)置如圖所示的減速帶,減速帶使路面稍微拱起以達到使車輛減速的目的.一排等間距設(shè)置的減速帶,可有效降低車速,稱為洗衣板效應(yīng).如果某路面上的減速帶的間距為1.5m,一輛固有頻率為2Hz的汽車勻速駛過這排減速帶,下列說法正確的是()A.當汽車以5m/s的速度行駛時,其振動頻率為2HzB.當汽車以3m/s的速度行駛時顛簸的最厲害C.、當汽車以3m/s的速度行駛時最不顛簸D.汽車速度越大,顛簸的就越厲害難點練習(xí)1.物體A做簡諧運動的振動方程為,物體B做簡諧運動的振動方程為.比較的運動()A.振幅是矢量,A的振幅是6m,B的振幅是10mB.周期是標量,周期相等,為100sC.A振動的頻率等于B振動的頻率D.A的相位始終落后B的相位2.如圖所示是表示一質(zhì)點做簡諧運動的圖像,下列說法不正確的是()A.時刻振子的加速度最大 B.時刻振子正通過平衡位置向正方向運動C.時刻振子的位移最大 D.時刻振子正通過平衡位置向正方向運動3.如圖所示,物體A置于物體B上,一輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與B相連。在彈性限度范圍內(nèi),A和B在光滑水平面上做往復(fù)運動(不計空氣阻力),并保持相對靜止,則下列說法正確的是()A.A和B均做簡諧運動B.作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比C.B對A的靜摩擦力始終對A做負功,而A對B的靜摩擦力對B不做功D.B對A的靜摩擦力始終對A做正功,而A對B的靜摩擦力對B不做功4.某實驗小組在研究單擺時改進了實驗方案,將一力傳感器連接到計算機上。圖1中O點為單擺的固定懸點,現(xiàn)將擺球(可視為質(zhì)點)拉至A點,此時細線處于張緊狀態(tài)。由A位置靜止釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的之間來回擺動,其中B點為最低位置,小于5°且大小未知,同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線,如圖2所示(圖中所標字母均為已知量),且圖中時刻為擺球從A點開始運動的時刻。已知擺長為l,重力加速度為g。根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息,下列說法正確的是()。

A.該單擺的周期為B.擺球的質(zhì)量為C.若增加擺球的質(zhì)量,則測得單擺的周期變小D.若在地球的兩極做該實驗,則測得單擺的周期最大E.擺球在最低點B時的速度大小為5.一單擺懸于O點,擺長為L,若在O點正下方的點釘一個光滑的釘子,使,將小球拉至A處釋放,小球?qū)⒃陂g來回運動,若運動中擺線與豎直方向的夾角小于5°,重力加速度為g,則以下說法正確的是()A.擺角大小不變 B.A和C兩點在同一水平面上C.周期 D.周期6.在“用單擺測量重力加速度”實驗中,某同學(xué)將擺懸掛后,進行如下操作:

A.測擺長L:用米尺量出擺線的長度,用游標卡尺測出擺球直徑得到半徑,擺線長加上擺球半徑得到擺長.

B.測周期T:將擺球拉起,然后放開.在擺球某次通過最低點時,按下秒表開始計時,同時將此次通過最低點作為第一次,接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點時,按下秒表停止計時.讀出這段時間t,算出單擺的周期.

C.將測得的L和T代入單擺的周期公式,算出g,改變擺長多次重復(fù)實驗,求出g的平均值,將它作為實驗的最后結(jié)果寫入實驗報告.

(1)請指出上面步驟中遺漏或錯誤的地方.要求寫出該步驟的字母:_______,并加以改正:_____________.

(2)實驗過程中發(fā)現(xiàn)單擺的擺角逐漸減小,某次使用擺長為0.960m的單擺,如圖所示.擺球從擺角開始振動,某次當擺球從A到B經(jīng)過平衡位置O時開始計時,發(fā)現(xiàn)該單擺隨后經(jīng)過30次全振動的總時間是59.6s,經(jīng)過50次全振動停止在平衡位置.

①則該次測得當?shù)氐闹亓铀俣戎导s為_________(π取3.14,結(jié)果保留兩位小數(shù)).

②由于空氣阻力的影響,測得的重力加速度值__________(填“偏大”“偏小”或“不變”).7.如圖甲所示,O點為單擺的固定懸點,將力傳感器接在擺球與O點之間.現(xiàn)將擺球拉到A點,釋放擺球,擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的之間來回擺動,其中B點為運動中的最低位置.圖乙表示細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線,圖中為擺球從A點開始運動的時刻,g取.(1)求單擺的振動周期和擺長.(2)求擺球的質(zhì)量.(3)求擺球運動過程中的最大速度.

答案以及解析重點練習(xí)1.答案:A解析:由題圖可知,在和時,振子偏離平衡位置最遠,速度為零,回復(fù)力最大,加速度最大,方向指向平衡位置,A正確,C錯誤;在和時,振子位于平衡位置,速度最大,回復(fù)力和加速度均為零,B、D錯誤.2.答案:B解析:如果振幅等于0.1m,則,即振子的周期為;如果振幅大于0.1m,則周期,故B正確.3.答案:B解析:彈簧振子的質(zhì)量減小,則周期變小,頻率變大,故A、C錯誤;振子運動到平衡位置時速度最大,彈簧的彈性勢能為零,拿去A之后,系統(tǒng)的機械能減小,由機械能守恒定律知,振子到達最大位移處時彈簧的彈性勢能減小,其形變量減小,則振幅減小,故B正確,D錯誤.4.答案:D解析:搖把的轉(zhuǎn)速為240r/min,則驅(qū)動力的周期,頻率,當振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期為0.25s,振動頻率為4Hz,故A、B錯誤;當轉(zhuǎn)速減小時,驅(qū)動力的頻率減小,接近振子的固有頻率,振子的振幅增大,故C錯誤,D正確.5.答案:B解析:根據(jù)振子遠離平衡位置時速度逐漸減小可知,振子第一次從平衡位置運動到B處的平均速度大于第一次從B處運動到最大位移處的平均速度,因位移相同,則有,由題意可知,則,故B正確,A、C、D錯誤.6.答案:C解析:由題圖乙知周期,選項A錯誤;頻率,選項B錯誤;由題圖乙知,時擺球在負向最大位移處,因向右為正方向,所以開始時擺球在M點,選項C正確;由單擺的周期公式,得,選項D錯誤.7.答案:D解析:小球擺動過程中,只有重力做功,機械能守恒,在兩側(cè)最高點動能均為零,則重力勢能相等,即兩點高度相同,兩點的高度差等于h,故A正確;若釘子位置足夠低,小球有可能繞P點做完整的圓周運動,故B正確;小球每個周期在之間運動的時間為,在之間運動的時間為,故小球擺動的周期為,C正確,D錯誤.D符合題意.8.答案:B解析:當汽車以5m/s的速度行駛時,其振動頻率為,故A錯誤;由可知,汽車的固有周期為,則汽車的速度時,汽車達到共振,顛簸的最厲害;故C、D錯誤,B正確.難點練習(xí)1.答案:C解析:振幅是標量,的振幅分別是3m、5m,A錯誤;周期為標量,的周期相等,大小為,B錯誤;因為,故,C正確;為定值,D錯誤.2.答案:B解析:從圖像可以看出,時刻,振子在正的最大位移處,此時振子速度為零,加速度最大,A項正確;時刻振子的位移為負,因此該時刻振子正通過平衡位置向負方向運動,B項錯誤;時刻振子在負的最大位移處,因此可以說是該時刻位移最大,C項正確;時刻以后,振子的位移為正,所以該時刻振子正通過平衡位置向正方向運動,D項正確.B符合題意.3.答案:AB解析:物體保持相對靜止,在輕質(zhì)彈簧作用下做簡諧運動,故A正確;對整體由牛頓第二定律得,對A由牛頓第二定律得,解得,故B正確;在靠近平衡位置的過程中,B對A的靜摩擦力對A做正功,在遠離平衡位置的過程中,B對A的靜摩擦力對A做負功,同樣,A對B的靜摩擦力對B也做功,故CD錯誤。4.答案:ABE解析:由題圖2可知單擺的周期,故A項正確;在B點拉力F有最大值,根據(jù)牛頓第二定律,在兩點拉力F有最小值,,由A點到B點根據(jù)機械能守恒定律有,由此可求得擺球的質(zhì)量,在B點時的速度,故B、E兩項正確;單擺的周期與質(zhì)量無關(guān),C項錯誤;地球的兩極重力加速度最大,赤道重力加速度最小,由單擺周期可知,若在地球的兩極做該實驗,所以測得單擺的周期最小,若在地球赤道上做該實驗,則測得單擺的周期最大,D項錯誤。5.答案:BD解析:小球在運動過程中,擺線的拉力不做功,只有重力做功,其機械能守恒,可知A和C兩點在同一水平面上,由于擺長會發(fā)生變化,所以擺角大小是變化的,故A錯誤,B正確;小球從A到B的時間為,從B到C的時間為,故小球的運動周期為,故C錯誤,D正確。6.答案:(1)B;將60次改為61次(2)①9.56②偏小解析:(1)當擺球第61次通過最低點時,按下秒表停止計時,才算是計時了30個周

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