《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題12.1 機(jī)械振動(dòng)教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題12.1 機(jī)械振動(dòng)教學(xué)案（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題12.1 機(jī)械振動(dòng)1.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念，理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和圖象.2.知道什么是單擺，知道在擺角較小的情況下單擺的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，熟記單擺的周期公式.3.理解受迫振動(dòng)和共振的概念，掌握產(chǎn)生共振的條件 一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)單擺、單擺的周期公式1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體在跟位移大小成正比并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)。(2)平衡位置：物體在振動(dòng)過(guò)程中回復(fù)力為零的位置。(3)回復(fù)力定義：使物體返回到平衡位置的力。方向：總是指向平衡位置。屬于效果力，可以是某一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力。(4)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征動(dòng)力學(xué)特征：F回kx。運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：x、v、a均按正弦或余弦規(guī)律發(fā)生周期性
2、變化(注意v、a的變化趨勢(shì)相反)。能量特征：系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，振幅A不變。2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型模型彈簧振子單擺示意圖簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件(1)彈簧質(zhì)量可忽略(2)無(wú)摩擦等阻力(3)在彈簧彈性限度內(nèi)(1)擺線為不可伸縮的輕細(xì)線(2)無(wú)空氣等阻力(3)最大擺角小于10回復(fù)力彈簧的彈力提供擺球重力沿與擺線垂直(即切向)方向的分力平衡位置彈簧處于原長(zhǎng)處最低點(diǎn)周期與振幅無(wú)關(guān)T2 能量轉(zhuǎn)化彈性勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒重力勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(1)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式：Fkx，其中“”表示回復(fù)力與位移的方向相反。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式：xAsin(t)，其中A代表振
3、幅，2f表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢，(t)代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位，叫做初相。2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(1)從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為xAsin t，圖象如圖1甲所示。圖1(2)從最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為xAcos t，圖象如圖1乙所示。三、受迫振動(dòng)和共振1受迫振動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。做受迫振動(dòng)的物體，它做受迫振動(dòng)的周期(或頻率)等于驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)，而與物體的固有周期(或頻率)無(wú)關(guān)。2.共振做受迫振動(dòng)的物體，它的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者相等時(shí)，振幅達(dá)到最大，這就是共振現(xiàn)象。共振曲線如圖2所示。圖2高頻考點(diǎn)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律例1關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移、加速度和速度的關(guān)系
4、，下列說(shuō)法中正確的是()A位移減小時(shí)，加速度減小，速度也減小B位移方向總是與加速度方向相反，與速度方向相同C物體的運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí)，速度方向與位移方向相反；背離平衡位置時(shí)，速度方向與位移方向相同D物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與速度方向相同；向正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與速度方向相反答案C解析位移減小時(shí)，加速度減小，速度增大，A錯(cuò)誤；位移方向總是與加速度方向相反，與速度方向有時(shí)相同，有時(shí)相反，B、D錯(cuò)誤，C正確【變式探究】(多選)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，相同的物理量是()A位移B速度C加速度 D回復(fù)力E動(dòng)量答案：ACD【舉一反三】如圖4所示，一單擺懸于O點(diǎn)，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，若在
5、O點(diǎn)的正下方的O點(diǎn)釘一個(gè)光滑釘子，使OO，將單擺拉至A處釋放，小球?qū)⒃贏、B、C間來(lái)回振動(dòng)，若振動(dòng)中擺線與豎直方向夾角小于5，則此擺的周期是()圖4A2 B2 C2( ) D( )答案D高頻考點(diǎn)二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象例2一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點(diǎn)從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度能正確反映振子位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖象是()答案A解析如圖所示，O為平衡位置，由題意知t時(shí)，振子具有正向最大加速度，故此時(shí)振子應(yīng)在A處，位移x為負(fù)的最大值分析各圖象知，只有A項(xiàng)正確【變式探究】如圖7甲所示，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)取向
6、右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是()圖7At0.8 s時(shí)，振子的速度方向向左Bt0.2 s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處Ct0.4 s和t1.2 s時(shí)，振子的加速度完全相同Dt0.4 s到t0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸減小答案A解析從t0.8 s時(shí)起，再過(guò)一段微小時(shí)間，振子的位移為負(fù)值，因?yàn)槿∠蛴覟檎较?，故t0.8 s時(shí)，速度方向向左，A正確；由題圖乙得振子的位移x12sin t cm，故t0.2 s時(shí)，x6 cm，故B錯(cuò)誤；t0.4 s和t1.2 s時(shí)，振子的位移方向相反，由a知，加速度方向相反，C錯(cuò)誤；t0.4 s到t0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的位
7、移逐漸變小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸變大，故D錯(cuò)誤；又由圖象知2Ay1y2，故振幅A.【舉一反三】一個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置O，在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，它的振動(dòng)圖象如圖乙所示，設(shè)向右為正方向，則()(1)OB_cm。(2)第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是_，加速度的大小為_(kāi)。(3)第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是_。(4)第0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位置在_點(diǎn)與_點(diǎn)之間。(5)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T_s。(6)在4 s內(nèi)完成_次全振動(dòng)。答案：(1)5(2)由OA0(3)AO(4)OB(5)0.8(6)5高頻考點(diǎn)三受迫振動(dòng)和共振例3一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系
8、)如圖12所示，則()圖12A此單擺的固有周期約為0.5 sB此單擺的擺長(zhǎng)約為1 mC若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)答案B解析由共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5 Hz，固有周期為2 s；再由T2，得此單擺的擺長(zhǎng)約為1 m；若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，則共振曲線的峰將向左移動(dòng)【變式探究】(多選)下列說(shuō)法正確的是()A擺鐘走時(shí)快了必須調(diào)短擺長(zhǎng)，才可能使其走時(shí)準(zhǔn)確B挑水時(shí)為了防止水從桶中蕩出，可以加快或減慢走路的步頻C在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動(dòng)，是共振現(xiàn)象D部隊(duì)要便步通過(guò)橋梁，是為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌E較弱聲音可振碎玻璃
9、杯，是因?yàn)椴ＡПl(fā)生了共振答案：BDE1(2016海南單科16)(多選)(1)下列說(shuō)法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號(hào))A在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比B彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小D系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率E已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期，就可知振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向解析：根據(jù)單擺周期公式T2 可以知道，在同一地點(diǎn)，重力加速度g為定值，故周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比，故選項(xiàng)A正確；彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機(jī)械能守
10、恒條件可以知道，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)單擺周期公式T2 可以知道，單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，故選項(xiàng)D正確；若彈簧振子初始時(shí)刻的位置在平衡位置，知道周期后，可以確定任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向，若彈簧振子初始時(shí)刻的位置不在平衡位置，則無(wú)法確定，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤。答案：ABD2【2016北京卷】 如圖1所示，彈簧振子在M、N之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸向右為x軸正方向若振子位于N點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖像為()圖1圖1【答案】A【解析】 彈簧振子的初始位置N點(diǎn)位于x軸的正向位移處選項(xiàng)A正確
11、，選項(xiàng)B、C、D不正確1.【2015上海17】3質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，其中做機(jī)械振動(dòng)的是【答案】ABC2.【2015山東38（1）】6如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin(2.5t)m。t=0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小為g=10m/s2.以下判斷正確的是_（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)）ah=1.7m b簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8s c0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2m dt=0.4s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反【答案】ab【201
12、5全國(guó)新課標(biāo)34（2）】15甲乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿軸正向和負(fù)向傳播，波速均為，兩列波在時(shí)的波形曲線如圖所示。求（i）時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16的所有質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)；（ii）從開(kāi)始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間?！敬鸢浮浚╥）（ii）【解析】（1）根據(jù)兩列波的振幅都為，偏離平衡位置位移為16的的質(zhì)點(diǎn)即為兩列波的波峰相遇。設(shè)質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為根據(jù)波形圖可知，甲乙的波長(zhǎng)分別為，則甲乙兩列波的波峰坐標(biāo)分別為綜上，所有波峰和波峰相遇的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為整理可得1、2014重慶卷，11(2)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙，當(dāng)振子上下振動(dòng)時(shí)，以速率v水平向左勻
13、速拉動(dòng)記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖7所示的圖象，y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo)。由此圖求振動(dòng)的周期和振幅。圖7解析由圖象可知，振子在一個(gè)周期內(nèi)沿x方向的位移為2x0，水平速度為v，故由題意知，振子的周期T；又由圖象知2Ay1y2，由題意知，振子的振幅A。答案2(2014浙江卷，17)一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動(dòng)?？砂延未?dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為20 cm，周期為3.0 s。當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí)，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過(guò)10 cm時(shí)，游客能舒服地登船。在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)間是()A0.5 s B0.75 s
14、C1.0 s D1.5 s解析由振動(dòng)周期T3.0 s、A20 cm知，游船做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程xAsin t20sint(cm)。在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)x10 cm時(shí)，解得t10.25 s，t21.25 s。游客能舒服登船的時(shí)間tt2t11.0 s，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。答案C3（2014四川卷）如圖所示，甲為t1 s時(shí)某橫波的波形圖像，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，距該質(zhì)點(diǎn)x0.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像可能是()甲乙ABCD1在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來(lái)，而且越抖越厲害，后來(lái)人們經(jīng)過(guò)了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一
15、問(wèn)題，在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置配重桿的主要目的是()A加大飛機(jī)的慣性B使機(jī)體更加平衡C使機(jī)翼更加牢固D改變機(jī)翼的固有頻率答案D解析飛機(jī)飛上天后，在氣流周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，機(jī)翼越抖越厲害說(shuō)明氣流驅(qū)動(dòng)力的頻率與機(jī)翼的固有頻率非常接近或相等在機(jī)翼前緣處裝置配重桿，目的是通過(guò)改變機(jī)翼的質(zhì)量來(lái)改變其固有頻率，使驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率相差較大，從而實(shí)現(xiàn)減振的目的，D選項(xiàng)正確2如圖1所示，彈簧振子在B、C間振動(dòng)，O為平衡位置，BOOC5 cm，若振子從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1 s，則下列說(shuō)法正確的是()圖1A振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動(dòng)B振動(dòng)周期是1 s，振幅是10 cmC經(jīng)過(guò)兩次全振動(dòng)，振子通過(guò)的路程
16、是20 cmD從B開(kāi)始經(jīng)過(guò)3 s，振子通過(guò)的路程是30 cm答案D3裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖13所示將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振動(dòng)的圖象中可能正確的是()圖13答案D解析由于試管在豎直方向近似做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，且靜止時(shí)的位置為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置提起后在平衡位置上方，放手后由這一位置向下開(kāi)始振動(dòng)即從最高點(diǎn)向下振動(dòng)振動(dòng)圖象描述的是同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的振動(dòng)情況，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤4一彈簧振子的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y0.1sin (2.5t)，位移y的單位為m，時(shí)間t的單位為s.則()A彈
17、簧振子的振幅為0.2 mB彈簧振子的周期為1.25 sC在t0.2 s時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度為零D在任意0.2 s時(shí)間內(nèi)，振子的位移均為0.1 m答案C5有一彈簧振子，振幅為0.8 cm，周期為0.5 s，初始時(shí)具有負(fù)方向的最大加速度，則它的振動(dòng)方程是()Ax8103sin mBx8103sin mCx8101sin mDx8101sin m答案A解析振幅A0.8 cm8103 m，4 rad/s.由題知初始時(shí)(即t0時(shí))振子在正向最大位移處，即sin 01，得0，故振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方程為：x8103sin m，選項(xiàng)A正確6如圖2所示為某彈簧振子在05 s內(nèi)的振動(dòng)圖象，由圖可知，下列說(shuō)法中正確的是
18、()圖2A振動(dòng)周期為5 s，振幅為8 cmB第2 s末振子的速度為零，加速度為負(fù)向的最大值C第3 s末振子的速度為正向的最大值D從第1 s末到第2 s末振子在做加速運(yùn)動(dòng)答案C解析根據(jù)題圖可知，彈簧振子的周期T4 s，振幅A8 cm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第2 s末振子到達(dá)負(fù)向最大位移處，速度為零，加速度最大，且沿x軸正方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；第3 s末振子經(jīng)過(guò)平衡位置，速度達(dá)到最大，且向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；從第1 s末到第2 s末振子經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)負(fù)向最大位移處，速度逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7如圖3所示，質(zhì)量相同的四個(gè)擺球懸于同一根橫線上，四個(gè)擺的擺長(zhǎng)分別為L(zhǎng)12 m、L21.5 m、L31 m
19、、L40.5 m現(xiàn)以擺3為驅(qū)動(dòng)擺，讓擺3振動(dòng)，使其余三個(gè)擺也振動(dòng)起來(lái)，則擺球振動(dòng)穩(wěn)定后()圖3A擺1的振幅一定最大B擺4的周期一定最短C四個(gè)擺的振幅相同D四個(gè)擺的周期相同答案D8(多選)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖4所示，質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時(shí)間段是()圖4A00.3 sB0.30.6 sC0.60.9 sD0.91.2 s答案BD解析質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向與回復(fù)力方向相同，與位移方向相反，總是指向平衡位置；位移增加時(shí)速度與位移方向相同，位移減小時(shí)速度與位移方向相反9(多選)如圖5所示，兩單擺的擺長(zhǎng)相同，平衡時(shí)兩擺球剛好接觸，現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一小角度后釋放，碰
20、撞后，兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則()圖5A如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C無(wú)論兩球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)D無(wú)論兩球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)答案CD10(多選)如圖6所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法中正確的是()圖6A甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機(jī)械能比乙擺大D在t0.5 s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却鸢窤BD解析由振動(dòng)圖象可以看出，甲擺的振幅比乙擺的大，兩單擺的振動(dòng)周期相同，
21、根據(jù)單擺周期公式T2可得，甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等，但不知道擺長(zhǎng)是多少，不能計(jì)算出重力加速度g，故A、B正確，E錯(cuò)誤；兩單擺的質(zhì)量未知，所以兩單擺的機(jī)械能無(wú)法比較，故C錯(cuò)誤；在t0.5 s時(shí)，乙擺有負(fù)向最大位移，即有正向最大加速度，而甲擺的位移為零，加速度為零，故D正確11(多選)如圖7所示為一個(gè)豎直放置的彈簧振子，物體沿豎直方向在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，A點(diǎn)位置恰好為彈簧的原長(zhǎng)物體由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)(C、D兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加了3.0 J，重力勢(shì)能減少了2.0 J對(duì)于這段過(guò)程說(shuō)法正確的是()圖7A物體的動(dòng)能增加1.0 JBC點(diǎn)的位置可能在平衡位置以上CD點(diǎn)
22、的位置可能在平衡位置以上D物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向可能指向平衡位置答案BD解析O點(diǎn)為平衡位置，所以其位置的長(zhǎng)度小于原長(zhǎng)，即彈簧原長(zhǎng)位置在O點(diǎn)上方，物體在A、B之間振動(dòng)，所以A、B處的速度為零，將物體和彈簧看成一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，所以從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，動(dòng)能減少1.0 J，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從C運(yùn)動(dòng)到D，重力勢(shì)能減少，說(shuō)明高度降低，彈性勢(shì)能增加，說(shuō)明彈簧形變量增加，所以C點(diǎn)可能在O點(diǎn)的上方或者下方，故選項(xiàng)B正確；因?yàn)閺椥詣?shì)能的變化量大于重力勢(shì)能的變化量，所以彈力大于重力，所以D點(diǎn)在O點(diǎn)的下方，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于振動(dòng)過(guò)程具有往復(fù)性所以經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)可能向下運(yùn)動(dòng)也可能向上運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D正確12(多選)一
23、簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)t0時(shí)刻振子的位移x0.1 m；t s時(shí)刻x0.1 m；t4 s時(shí)刻x0.1 m該振子的振幅和周期可能為()A0.1 m， s B0.1 m,8 sC0.2 m， s D0.2 m,8 s答案ACD13一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移和時(shí)間的關(guān)系如圖8所示圖8(1)求t0.25102 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移；(2)在t1.5102 s到t2102 s的振動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、速度、動(dòng)能、勢(shì)能如何變化？(3)在t0到t8.5102 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程、位移各多大？答案(1) cm(2)變大變大變小變小變大(3)34 cm2 cm14如圖9所示，光滑圓弧槽半徑為R，A為圓弧的最低點(diǎn)，圓弧的最高點(diǎn)到A的距離遠(yuǎn)小于R.兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球B和C都由靜止開(kāi)始釋放，要使B、C兩球在點(diǎn)A相遇，問(wèn)點(diǎn)B到點(diǎn)A的距離H應(yīng)滿足什么條件？圖9答案(n1,2,3，)解析由題意知C球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B球做自由落體運(yùn)動(dòng)，C、B兩球相遇必在點(diǎn)A.C球從靜止開(kāi)始釋放至到達(dá)點(diǎn)A經(jīng)歷的時(shí)間為tC(2n1)(n1,2,3，)B球落到點(diǎn)A的時(shí)間tB 因?yàn)橄嘤鰰r(shí)tBtC所以H(n1,2,3，)- 17 -
2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題12.1 機(jī)械振動(dòng)教學(xué)案
