高中物理滬科版4第一章機械振動研究簡諧運動

研究簡諧運動同步測控1.下列振動是簡諧運動的有()A．手拍乒乓球的運動B．彈簧的下端懸掛一個鋼球，上端固定組成的振動系統(tǒng)C．搖擺的樹枝D．從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運動解析：選B.手拍乒乓球，球原來靜止的位置為平衡位置，球向上和向下運動過程中受重力作用，不是簡諧運動，A錯；B為彈簧振子，為簡諧運動，B正確；C中樹枝搖擺，受樹的彈力作用，但彈力的變化無規(guī)律，C錯；D既不是機械振動，也不是簡諧運動，D錯．2.一個質(zhì)點做簡諧運動，其振動圖像如圖所示，下列說法中正確的是()A．振動周期為4sB．振動頻率為HzC．經(jīng)過5s質(zhì)點通過的路程為20D．5s末質(zhì)點的位移為零解析：選ABD.周期是完成一次全振動所用的時間，在圖像上是兩相鄰?fù)驑O大值間的坐標(biāo)差，所以周期是4s．又頻率f＝eq\f(1,T)，所以f＝Hz，5s是eq\f(5,4)個周期，一個周期質(zhì)點通過的路程為s＝4A＝20cm，所以經(jīng)過5s質(zhì)點通過的路程為25cm.由題圖可知5s末位置是0cm，所以5s末質(zhì)點的位移為零．3.彈簧振子在AB間做簡諧振動，O為平衡位置，AB間距離是20cm，A到B運動時間是2s，如圖所示，A．從O→B→O振子做了一次全振動B．振動周期為2s，振幅是10C．從B開始經(jīng)過6s，振子通過的路程是60D．從O開始經(jīng)過3s，振子處在平衡位置解析：選C.振子從O→B→O只完成半個全振動，A選項錯誤；從A→B振子也只是半個全振動，半個全振動是2s，所以振動周期是4s，振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，振幅A＝10cm，選項B錯誤；t＝6s＝eq\f(3,2)T，所以振子經(jīng)過的路程為4A＋2A＝6A＝60cm，選項C正確；從O開始經(jīng)過3s,振子處在極限位置A或B4.如圖所示是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像，根據(jù)圖像中的信息，回答下列問題：(1)質(zhì)點在第2s末的位移是多少？(2)質(zhì)點振動過程中的最大位移為多少？(3)在前4s內(nèi)，質(zhì)點經(jīng)過的路程為多少？解析：(1)由x－t圖像可以讀出2s末質(zhì)點的位移為零．(2)質(zhì)點的最大位移在前4s發(fā)生在1s末和3s末，位移大小為10cm(3)前4s質(zhì)點正好完成一個往復(fù)的全振動．先朝正方向運動了距離為10cm的一個來回，又在負(fù)方向上進(jìn)行了一個10cm距離的來回，故總路程為答案：(1)0(2)10cm(3)課時作業(yè)一、選擇題1.關(guān)于簡諧運動下列說法正確的是()A．簡諧運動一定是水平方向的運動B．所有的振動都可以看做是簡諧運動C．物體做簡諧運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，物體一定做簡諧運動解析：選D.物體的簡諧運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．簡諧運動是最簡單的振動，B錯．做簡諧運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，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．3.一個質(zhì)點做簡諧運動，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時，一定相同的物理量是()A．速度 B．加速度C．速率 D．動能解析：選BCD.每次經(jīng)過同一點x相同，彈力相同，動能相同，但v只是大小一定相同．4.如圖所示，為某物體做簡諧運動的圖像，下列說法中正確的是()A．由P→Q位移在增大B．由P→Q速度在增大C．由M→N位移是先減小后增大D．由M→N位移始終減小解析：選AC.物體經(jīng)過平衡位置向正方向運動，先后經(jīng)過P、Q兩點，故位移增大，速度減??；物體從正方向最大位移處向負(fù)方向運動，先后經(jīng)過M、N兩點，且N點在平衡位置另一側(cè)，故從M→N位移先減小后增大．5.彈簧振子在AOB之間做簡諧運動，O為平衡位置，測得A、B之間的距離為8cm，完成30次全振動所用時間為60s，A．振子的振動周期是2s，振幅是8B．振子的振動頻率是2HzC．振子完成一次全振動通過的路程是16D．從振子通過O點時開始計時，3s內(nèi)通過的路程為24解析：選、B之間距離為8cm，振幅是4cm，T＝2s，f＝Hz，振子完成一次全振動通過的路程是4A，即16cm，3s內(nèi)運動個周期，6.如圖所示，一個彈簧振子在A、B間做簡諧運動，O是平衡位置，把向右的方向選為正方向，以某時刻作為計時零點(t＝0)，經(jīng)過1/4周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如圖所示的四個振動圖像中能正確反映振動情況的圖像是()解析：選D.從計時起經(jīng)eq\f(1,4)周期，振子具有正方向的最大加速度，即eq\f(1,4)周期末振子在負(fù)的最大位移處，說明開始計時時振子從平衡位置O向負(fù)方向A處運動，故選項D正確.7.(2023·寧夏固原高二檢測)一個做簡諧運動的質(zhì)點，其振幅是4cm，頻率是Hz，該質(zhì)點從平衡位置經(jīng)過sA．4cm，24cm B．4cm，C．0，24cm D．0，100cm解析：選B.因為簡諧運動頻率是Hz，所以周期是s，質(zhì)點從平衡位置其經(jīng)過s是6eq\f(1,4)個周期，因此位移大小是4cm，路程是4×4×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6＋\f(1,4)))cm＝100cm.8.一個質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示，下列結(jié)論正確的是()A．質(zhì)點的最大位移為4B．質(zhì)點完成一次全振動通過的路程為8C．在10s內(nèi)質(zhì)點通過的路程是20D．質(zhì)點在1s末到4s末的過程中通過的路程為6解析：選BCD.由振動圖像得質(zhì)點的最大位移為2cm，所以A項錯誤；從題圖中可以得出，質(zhì)點完成一次全振動通過的路程為2×4cm＝8cm，所以B項正確；質(zhì)點在10s內(nèi)通過的路程為2×10cm＝20cm，所以C項正確；質(zhì)點在1s末到4s末的過程中通過的路程為2×3cm＝6cm9.如圖所示，為某一彈簧振子的振動圖像，下列說法正確的是()A．t1時刻，振子的位移為正，加速度為負(fù)B．t2時刻，振子的位移為負(fù)，速度為正C．t1與t2時刻，彈簧的長度相同D．t3時刻，振子的速度與t2時刻相同解析：選ACD.振動圖像描述的是振子的位移隨時間的變化規(guī)律．在橫軸上方時，位移為正值，加速度為負(fù)值，而在橫軸下方時，與在上方相反．在t1與t2時刻，振子的位移相同，說明振子一定在同一位置，所以彈簧長度相同．t2和t3時刻，振子位移大小相等、方向相反，位置關(guān)于平衡位置對稱，速度大小相等，且都沿負(fù)方向，所以速度相同．eq\a\vs4\al(10.)(2023·開封高二檢測)一彈簧振子沿x軸振動，振幅為4cm，振子的平衡位置位于x軸上的O點．圖上的a、b、c、d為四個不同的振動狀態(tài)；黑點表示振子的位置，黑點上的箭頭表示運動的方向．圖像給出的①②③④四條振動圖線，可用于表示振子的振動圖像的是()A．若規(guī)定狀態(tài)a時t＝0，則圖像為①B．若規(guī)定狀態(tài)b時t＝0，則圖像為②C．若規(guī)定狀態(tài)c時t＝0，則圖像為③D．若規(guī)定狀態(tài)d時t＝0，則圖像為④解析：選AD.振子在狀態(tài)a時t＝0，此時的位移為3cm，且向規(guī)定的正方向運動，故選項A正確．振子在狀態(tài)b時t＝0，此時的位移為2cm，且向規(guī)定的負(fù)方向運動，選項B不正確．振子在狀態(tài)c時t＝0，此時位移為－2cm，且向規(guī)定的負(fù)方向運動，選項C不對．振子在狀態(tài)d時t＝0，此時位移為－4cm，速度為零二、非選擇題eq\a\vs4\al(11.)如甲圖所示為一彈簧振子，如乙圖所示為其振動圖像，振子在AOB間做簡諧運動，選向右為正方向．由圖像可知振子的振動周期為________，振幅為________，t＝0時質(zhì)點在________點．t＝s時質(zhì)點在________點，速度方向與規(guī)定的正方向________(選填“相同”或“相反”)．在圖像的時間范圍內(nèi)質(zhì)點具有正向最大加速度對應(yīng)的時刻是________，質(zhì)點具有正向最大速度對應(yīng)的時刻是________．甲乙解析：從圖像直接讀出周期為s，振幅為10cm.t＝0時質(zhì)點在正向最大位移處，即在B點．t＝s時，質(zhì)點的位移為零，此時正以最大速度經(jīng)O點向A點運動，速度方向與規(guī)定的正方向相反．具有正向最大加速度對應(yīng)的時刻應(yīng)為位移為負(fù)最大的時刻，即s．具有正向最大速度對應(yīng)的時刻是過平衡位置且向B點運動的時刻，即答案：s10cmBO相反seq\a\vs4\al(12.)物體做簡諧運動，通過A點時的速度為v，經(jīng)1s后物體第一次以相同速度v通過B點，再經(jīng)過1s物體緊接著又通過B點，已知物體在2s內(nèi)所走過的總路程為12cm.則該簡諧運動的周期和振幅分別是多大？解析：物體通過A點和B點速度大小相等，A、B兩點一定關(guān)于平衡位置O對稱．依題意作出物體的振動軌跡草圖如圖甲所示，物體從A向右運動到B，即圖甲中從1運動到2，時間為1s，從2運動到3，又經(jīng)過1s，從1到3共經(jīng)歷了，即