高中物理 第十一章 機械振動 第2節(jié) 簡諧運動的回復力和能量課時作業(yè) 新人教版選修34

《高中物理 第十一章 機械振動 第2節(jié) 簡諧運動的回復力和能量課時作業(yè) 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第十一章 機械振動 第2節(jié) 簡諧運動的回復力和能量課時作業(yè) 新人教版選修34（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第十一章　第二節(jié) 簡諧運動的回復力和能量 基礎夯實 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(河北省張家口市2017～2018學年高二下學期第一次月考)如圖所示，彈簧振子以O點為平衡位置在A、B間振動，AB＝8cm，振子由A點向右運動到B點所需的時間為0.2s，則(　D　) A．振幅是8cm B．從A至C振子做減速運動 C．周期是0.8s D．周期是0.4s 解析：AB＝8cm，所以振幅是4cm，故A錯誤；越靠近平衡位置速度越大，所以從A至C振子做加速運動，故B錯誤；振子由A點向右運動到B點所需的時間為0.2s，這是半個周期的時間，所以周期是0.4

2、，故C錯，D對。 2．如圖所示，為質點的振動圖象，下列判斷中正確的是(　A　) A．質點振動周期是8s B．振幅是2cm C．4s末質點的速度為正，加速度為零 D．10s末質點的加速度為正，速度為零 解析：由振動圖象可讀得，質點的振動周期為8s，A對；振幅為2cm，B錯；4秒末質點經平衡位置向負方向運動，速度為負向最大，加速度為零，C錯；10s末質點在正的最大位移處，加速度為負值，速度為零，D錯。 3．如圖所示，某同學看到一只鳥落在樹枝上的P處，樹枝在10s內上下振動了6次。鳥飛走后，他把50g的砝碼掛在P處，發(fā)現(xiàn)樹枝在10s內上下振動了12次，將50g的砝碼換成500g砝碼

3、后，他發(fā)現(xiàn)樹枝在15s內上下振動了6次，你估計鳥的質量最接近(　B　) A．50g　　 B．200g　　　 C．500g　　 D．550g 解析：振動系統(tǒng)的頻率是由振動系統(tǒng)的自身來決定的。鳥與樹枝組成的系統(tǒng)頻率f1＝＝0.6Hz,50g砝碼與樹枝組成的系統(tǒng)頻率f2＝＝1.2Hz,500g砝碼與樹枝組成的系統(tǒng)頻率為f3＝＝0.4Hz，而f3

4、差恒定　 D．它們的振動步調一致 解析：依據(jù)兩個振動方程我們知道： 方程1代表的振子振動振幅為3；圓頻率為ω＝2πf＝100π，則f＝50Hz；初相為。 方程2代表的振子振動振幅為5，圓頻率為ω＝2πf＝100π，則f＝50Hz；初相為π/4。 所以，選項A錯，B對；由于它們的振動周期相同所以它們的相位差為π/3－π/4有確定的值，故選項C正確。選項D不對，由于它們的相位差為π/3－π/4＝π/12，因此它們在振動時步調不一致。只有兩個頻率相同的振動，且相位差φ2－φ1＝2nπ(n＝0，1，2，…)時，它們的振動步調才會一致，這就是我們常說的同相；若φ2－φ1＝(2n＋1)π，說明這兩

5、個振動正好相反，我們叫它反相。 5．(浙江省嘉興市2017～2018學年高二上學期期末)如圖所示，為一質點的振動圖象，曲線滿足正弦變化規(guī)律，則下列說法中正確的是(　AD　) A．該振動為簡諧振動 B．該振動振幅為10cm C．前0.08s內，質點發(fā)生的位移為20cm D．0.04s末，質點的振動方向沿x軸負向 解析：該圖象表示質點的位移隨時間周期性變化的規(guī)律，是簡諧振動，故A正確；由圖可知該振幅為5cm，故B錯誤；由圖可知質點的周期為0.08s，所以在0.08s末，質點又回到了平衡位置，所以前0.08s內，質點發(fā)生的位移為0cm，故C錯誤；根據(jù)振動規(guī)律可知，0.04s末質點的振

6、動方向沿x軸負向，故D正確。 二、非選擇題 6．兩個簡諧運動分別為x1＝4asin(4πbt＋)，x2＝2asin(4πbt＋π)。求它們的振幅之比，各自的頻率，以及它們的相位差。 答案：A1︰A2＝2︰1；頻率都為2b，相位差為π。 解析：振幅之比＝＝，它們的頻率相同，都是f＝＝＝2b，它們的相位差Δφ＝φ2－φ1＝π，兩振動為反相。 7．一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內放置有一記錄紙。當振子上下振動時，以速率v水平向左勻速拉動記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖象。y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標。由此圖求振動的周期和振幅。 答案：　 解析：

7、設周期為T，振幅為A。 由題意得T＝和A＝ 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(河北衡水中學2016年高二上學期調研)某沿水平方向振動的彈簧振子在0～6s內做簡諧運動的振動圖象如圖所示，由圖可知(　C　) A．該振子的振幅為5cm，振動周期為6s B．第3s末振子的速度沿x軸負方向 C．第3s末到第4s末的過程中，振子做減速運動 D．該振子的位移x和時間t的函數(shù)關系：x＝5sin(t＋)(cm) 解析：由圖讀出振動周期為4s，振幅為5cm，故A錯誤；根據(jù)圖象可知，第3s末振子經過平衡位置向正方向運動，故B錯誤；第3s末振子處于平衡位置處

8、，速度最大，則第3s末到第4s末的過程中，振子做減速運動，故C正確；由振動圖象可得：振幅A＝5cm，周期T＝4s，初相φ＝，則圓頻率ω＝＝rad/s，故該振子做簡諧運動的表達式為：x＝5sin(t＋)，故D錯誤。 2．一個做簡諧運動的質點，先后以同樣大小的速度通過相距10cm的A、B兩點，且由A到B的過程中速度方向不變，歷時0.5s(如圖)。過B點后再經過t＝0.5s質點以方向相反、大小相同的速度再次通過B點，則質點振動的周期是(　C　) A．0.5s　 B．1.0s C．2.0s　 D．4.0s 解析：根據(jù)題意，由振動的對稱性可知：AB的中點(設為O)為平衡位置，A、B兩點對稱分

9、布于O點兩側。質點從平衡位置O向右運動到B的時間應為tOB＝0.5s＝0.25s。質點從B向右到達右方極端位置(設為D)的時間tBD＝0.5s＝0.25s。所以質點從O到D的時間tOD＝T＝0.25s＋0.25s＝0.5s。所以T＝2.0s，C對。 3．兩個簡諧運動圖線如圖所示，則有(　B　) A．A超前B B．A落后B C．A超前Bπ D．A落后Bπ 解析：A、B簡諧運動的表達式分別為xA＝Asin(t)，xB＝Acos(t)＝Asin(t＋)，所以Δφ＝－0＝，則B的相位比A的相位超前，也就是說A的相位比B的相位落后，所以答案為B。 4．(黑龍江牡丹江一中2017年高二下學期

10、期末)某質點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系式為x＝Asinπt/4，則質點(　AD　) A．第1 s末與第3 s末的位移相同 B．第1 s末與第3 s末的速度相同 C．3 s末至5 s末的位移方向都相同 D．3 s末至5 s末的速度方向都相同 解析：由關系式可知，將t＝1s和t＝3s代入關系式中求得兩時刻位移相同，故A正確。畫出對應的位移—時間圖象，由圖象可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，故B錯誤。由圖象可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反，故C錯誤。由圖象可知，3s末至5s末的速度是大小相同，方向也相同，故D正確。故選AD。 5．一個彈簧振子的振幅是A

11、，若在Δt的時間內物體運動的路程是s，則下列關系中可能正確的是(包括一定正確的)(　ABCD　) A．Δt＝2T，s＝8A　 B．Δt＝，s＝2A C．Δt＝，s＝A　 D．Δt＝，s>A 解析：因每個全振動所通過的路程為4A，故ABC正確，又因振幅為振子的最大位移，而s為時的路程，故s有可能大于A，故D正確。 二、非選擇題 6．(吉林大學附中2016年高二下學期檢測)如圖所示為A、B(實線為A，虛線為B)兩個彈簧振子的振動圖象，試寫出它們的位移方程，并求出相位差Δφ。 答案：xA＝2sinπt(cm)，xB＝2sin(πt＋)(cm)， 解析：A的位移方程為：xA＝2sin

12、πt(cm)。 B的位移方程為：xB＝2sin(πt＋)(cm)。 其相位差Δφ＝φB－φA＝，則B的相位比A超前。 7．(吉林省八校2017～2018學年高二下學期期中聯(lián)考)彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t＝0.2s時，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.5s時，振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求彈簧振子振動周期T。 (2)若B、C之間的距離為25cm，求振子在4.0s內通過的路程。 (3)若B、C之間的距離為25cm。從平衡位置計時，寫出彈簧振子位移表達式，并畫出彈簧振子的振動圖象。 答案：(1)1.

13、0s　(2)200cm　(3)x＝12.5sin2πt(cm) 解析：(1)根據(jù)彈簧振子簡諧運動的對稱性可得：T＝0.52s＝1.0s (2)若B、C之間距離為25cm，則振幅A＝25cm＝12.5cm 振子4.0s內通過的路程s＝412.5cm＝200cm (3)根據(jù)x＝Asinωt，A＝12.5cm，ω＝＝2π 得x＝12.5sin2πt(cm)振動圖象如圖所示 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375