3-4-1-1機(jī)械運(yùn)動機(jī)械波

1、第1講機(jī)械運(yùn)動機(jī)械波h隨堂檢測演練、I1. (1)將一個電動傳感器接到計(jì)算機(jī)上，就可以測量快速變化的力，用這種方法測得的某單擺擺動時懸線上拉力的大小隨時間變化的 曲線如圖1- 1- 12所示.某同學(xué)由此圖象提供的信息作出的下列 判斷中，正確的是A t= 0.2 s時擺球正經(jīng)過最低點(diǎn) B. t= 1.1 s時擺球正經(jīng)過最低點(diǎn) C .擺球擺動過程中機(jī)械能減小 D .擺球擺動的周期是 T = 1.4 s (2)如圖1- 1 13所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動圖象，下 列說法中正確的是.A .甲、乙兩單擺的擺長相等B. 甲擺的振幅比乙擺大C. 甲擺的機(jī)械能比乙擺大D .在t= 0.5 s時有正向最

2、大加速度的是乙擺 解析：(1)懸線拉力在經(jīng)過最低點(diǎn)時最大，t= 0.2 s時，F(xiàn)有正向最大值，故A選項(xiàng)正確，t= 1.1 s時，F(xiàn)有最小值，不在最低點(diǎn)，周期應(yīng)為 減小，故機(jī)械能減小，C選項(xiàng)正確.(2)振幅可從題圖上看出甲擺大，故 B對.且兩擺周期相等，則擺長相等，因質(zhì)量關(guān)系 不明確，無法比較機(jī)械能.t= 0.5 s時乙擺球在負(fù)的最大位移處，故有正向最大加速度， 所以正確答案為 A、B、D.答案：(1)AC (2)ABD2. 一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，如圖1 1 14甲所示，該裝置可用于研究彈簧振子的受迫振動.勻 速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子驅(qū)動力，使振子做 受迫振動.把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是

3、驅(qū)動力的周期， 改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周 期.若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝 碼便做簡諧運(yùn)動，振動圖線如圖1 1 14乙所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達(dá)到穩(wěn) 定時，砝碼的振動圖象如圖1 1 14丙所示.若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期， Y表示受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則(1) 穩(wěn)定后，物體振動的頻率f=Hz(2) 欲使物體的振動能量最大，需滿足什么條件？答：(3) 利用上述所涉及的知識，請分析某同學(xué)所提問題的物理道理.“某同學(xué)考慮，我國火車第六次大提速時，需盡可能的增加鐵軌單節(jié)長度，或者是鐵軌 無結(jié)頭”.答:201 4丨、！I.

4、O 040.81.2 ifs圖 1-1-12rAA.o/1.5 2,0亠XJ圖1一1一WT = 1.2 s,因振幅甲1 1解析：由丙圖可知，f=- Hz = 0.25 HzT 4(2)物體振動能量最大時，即振幅最大，故應(yīng)發(fā)生共振，所以應(yīng)有T = T0= 4 s.若單節(jié)車軌非常長，或無結(jié)頭，則驅(qū)動力周期非常大，從而遠(yuǎn)離火車的固有周期，即陽 1-1-154.當(dāng) t= 0.25 x 10 2 s 時 x = 2coscm= 2 cm.42 2(2)由圖可知在1.5X 10 s2X 10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移變大，回復(fù)力變大，速度變小, 動能變小，勢能變大.2從t= 0至8.5x 10 s的時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路

5、程為 答案：(1)2 cm (2)位移變大，回復(fù)力變大，cm 2 cm(2010朝陽區(qū)模擬)如圖1 1 16所示為用頻閃 照相的方法拍到的一個水平放置的彈簧振子振 動情況.甲圖是振子靜止在平衡位置的照片， 乙圖是振子被拉伸到左側(cè)距平衡位置20 mm處，放手后向右運(yùn)動 嚴(yán)周期內(nèi)的頻閃照片.已知4頻閃的頻率為10 H乙求：(1) 相鄰兩次閃光的時間間隔t0、振動的周期T0.(2) 若振子的質(zhì)量為20 g,彈簧的勁度系數(shù)為 50 N/m ,解析：(1)T = * = 0.1 s,即相鄰兩次閃光的時間間隔為s= 17A= 34 cm,位移為 2 cm.速度變小，動能變小，勢能變大 (3)34620 1

6、0 2()11審圖 11 -16則振子的最大加速度是多少?t0= 0.1 s.振子從最大位移處運(yùn)動火車的振幅較小.以便來提高火車的車速.答案：(1)0.25(2)T = To= 4 s(3) 遠(yuǎn)離火車的固有周期，以便于提高火車的車速3. 一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移和時間關(guān)系如圖1 - 1- 15所示.-2(1) 求t= 0.25X 10 s時的位移；2 2(2) 在t= 1.5X 10 s到2X 10 s的振動過程中，質(zhì)點(diǎn)的位移、 回復(fù)力、速度、動能、勢能如何變化？在t= 0至8.5X 10 2 s時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程、位移各多大？解析：由圖可知 A= 2 cm, T = 2 x 10 2 s,振

7、動方程為x= Asinw n = Acos 3 t 2cos 2t cm= 2cos(10 n) cm2 丿2X 10到平衡位置經(jīng)歷時間為0.3 s,故振子振動周期 T0= 1.2 s.F m kA2(2)am= = = 50 m/s m m5.答案：(1)0.1 s 1.2 s (2)50 m/s2 根據(jù)如圖1 1 - 17所示的振動圖象：(1) 算出下列時刻振子對平衡位置的位移.t|= 0.5 s； t2= 1.5 s(2) 將位移隨時間的變化規(guī)律寫成x= Asin(w H妨的形式并指出振動的初相位是多少？解析：(1)由圖象可知 A = 10 cm, T = 4 s2 nn故位移：x= A

8、cos w = 10cost= 10cos _t cmT2 當(dāng) t1 = 0.5 s時，X1= 5 2 cm 當(dāng) t2= 1.5 s 時，X2= 5.2 cmn2 cm,初相位為:n(2)振子的位移表達(dá)式為：x= 10cos ?t= 10sin6 簡諧運(yùn)動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖1 1 18(1)所示，在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆 P，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運(yùn)動，筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象. 取振子水平向右的方向 為振子離開平衡位置的位移正方向， 紙帶運(yùn)動的距離代 表時間，得到的振動圖線如圖 1 1 18(2)所示.(1) 為什么必須勻速拖動紙帶？(2

9、) 剛開始計(jì)時時，振子處在什么位置？t = 17 s時振子相對平衡位置的位移是多少？(3) 若紙帶運(yùn)動的速度為 2 cm/s，振動圖線上1、3兩點(diǎn) 間的距離是多少？(4) 振子在s末負(fù)方向速度最大； 在s末正方向加速度最大；2.5 s時振子正在向方向運(yùn)動.(5) 寫出振子的振動方程.解析：(1)紙帶勻速運(yùn)動時，由 x= vt知，位移與時間成正比，因此在勻速條件下，可以用紙帶通過的位移表示時間.(2) 由圖(2)可知t= 0時，振子在平衡位置左側(cè)最大位移處；周期T = 4 s, t= 17 s時位移為零.(3) 由 x= vt,所以 1、3 間距 x= 2 cm/sx 2 s= 4 cm.(4) 3 s末負(fù)方向速度最大；加速度方向總是指向平