高二物理第九章機械振動-單擺知識點總結練習題(共13頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上核心出品 必屬精品 免費下載三、單擺1、單擺：在細線的一端拴一小球，另一端固定在懸點上，如果懸掛小球的細線的伸縮和質量可以忽略，線長又比球的直徑大得多，這樣的裝置就叫做單擺2、單擺是實際擺的理想化模型3擺長:擺球重心到擺動圓弧圓心的距離 L=L0+R4偏角:擺球擺到最高點時，細線與豎直方向的夾角（偏角一般小于5°）2、單擺的回復力：平衡位置是最低點 ， 回復力是重力沿切線方向的分力，大小為mg sin，方向沿切線指向平衡位置單擺的周期只與重力加速度g以及擺長L有關。所以，同一個單擺具有等時性重力加速度g:由單擺所在的空間位置決定。緯度越低，高度越高，g值就越

2、小。不同星球上g值也不同。單擺作簡諧運動時的動能和重力勢能在發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。小球擺動到最高點時的重力勢能最大，動能最??；平衡位置時的動能最大，重力勢能最小。若取最低點為零勢能點，小球擺動的機械能等于最高點時的重力勢能，也等于平衡位置時的動能。例一：用下列哪些材料能做成單擺( AF ) 懸線：細、長、伸縮可以忽略擺球：小而重（即密度大）A.長為1米的細線 B長為1米的細鐵絲 C.長為0.2米的細絲線D.長為1米的麻繩 E.直徑為5厘米的泡沫塑料球F.直徑為1厘米的鋼球 G.直徑為1厘米的塑料球H.直徑為5厘米的鋼球 例2.一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9

3、處有一釘子,則這個單擺的周期是多少？例3、有人利用安裝在氣球載人艙內的單擺來確定氣球的高度。已知該單擺在海平面處的周期是T0，當氣球停在某一高度時，測得該單擺周期為T。求該氣球此時離海平面的高度h。把地球看作質量均勻分布的半徑為R的球體。例7如圖所示為一單擺的共振曲線，求：oA/cmf/Hz0.250.50.75841。 該單擺的擺長約為多少？（近似認為g=m/s2）2共振時擺球的最大速度大小是多少？ 若擺球的質量為50克，則擺線的最大拉力是多少？例11如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無初速釋放，在垂直紙面的平面內振動；接著其余各擺也開

4、始振動。下列說法中正確的有：A各擺的振動周期與a擺相同B各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大C各擺的振動周期不同，c擺的周期最長D各擺均做自由振動例12如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子，轉動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現勻速轉動搖把，轉速為240r/min。（1）當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是多大？（2）轉速多大時，彈簧振子的振幅最大？解：（1）f彈簧振子=2Hz f搖把=240r/60s=4Hz 由于系統做受迫震動 所以f彈簧振子=4Hz 所以T=1/4=0.25s （2） 由題意 發(fā)生共振時 彈簧振子的振幅最大 即 f搖把=2Hz

5、時 此時 轉速為120r/min CBBABACD作業(yè)4單擺一、選擇題(每小題4分,共36分)1.A關于單擺,下列說法不正確的是()A.單擺的回復力是重力的分力 B.單擺的擺角小于5°,可看作簡諧振動C.單擺的振幅不論多大,其周期均為 D.單擺的振動是變加速圓周運動答案:C2.A將秒擺改為頻率1Hz的擺,應采取()A.擺球質量為原來的B.振幅減小C.擺長變?yōu)樵瓉淼?倍D.擺長為原來的答案:D3.A一個單擺從甲地到乙地,發(fā)現振動變快,為調整為原來的快慢,則()A.因為,應縮短擺長B.因為,應加長擺長C.因為,應縮短擺長D.因為,應加長擺長答案:D4.A同一單擺放在甲地的振動頻率為f1,

6、放在乙地的振動頻率為f2,那么甲、乙兩地的重力加速度之比為()A.B.C.D.答案:C5.A對于單擺振動過程,正確的是()A.擺球機械能守恒.因為合外力為零B.擺球經過最低點,動能最大,動量值最大C.擺球向最高點擺動時,動能轉化為勢能,且因為克服重力做功而機械能減小D.擺球到最高點時,動能為零,勢能最大 答案:BD6.B一物體在某行星表面受到的萬有引力是它在地球表面受到的萬有引力的,在地球上走得很準的擺鐘搬到此行星上后,此鐘的分針走一整圈所經歷的時間實際是()A.B.C.2hD.4h答案:C7.B以平衡位置為坐標原點,單擺擺到平衡位置時,下列說法正確的是()A.擺球所受的合力為零B.擺球的速度

7、為零C.擺球的回復力為零D.擺球的位移為零答案:CD8.B用空心鐵球內部裝水作擺球,若球的正下方有一小孔,水不斷流出,從球內裝滿水到全部流出為止的過程中,其振動周期的大小是()A.不變B.變大C.先變大后變小D.先變小后變大答案:C9.BA、B兩個單擺,在同一地點A全振動N1次的時間內B恰好全振動了N2次,那么A、B擺長之比為()A.B.C.D.答案:D二、填空題(每空8分,共24分)10.B甲、乙兩個單擺,甲的擺長為乙的4倍,甲擺的振幅是乙擺的3倍,甲擺球的質量是乙的2倍,那么甲擺動5次的時間里,乙擺動_次答案:1011.BA、B兩單擺.當A擺動20次,B擺動30次,已知A擺擺長比B擺擺長短

8、40cm,則A、B兩擺的擺長分別為_cm和_cm答案:72;32三、計算題(每小題10分,共40分)12.C如圖所示,在O點懸有一細繩,繩上串有一個小球B,并能順著繩子滑下來,在O點正下方有一半徑為R的光滑圓弧,圓心位置恰好為O點,在圓弧軌道上接近O處有另一小球A,令A、B兩球同時開始無初速度釋放,若A球第一次到達平衡位置時正好能夠和B碰上,則B球與繩之間的摩擦力與B球重力之比是多少?(計算時2=10,g=9.8m/s2)答案:1:513.C在測量某地的重力加速度時,用了一個擺長為2m的單擺測得100次全振動時間為284s.這個地方的重力加速度多大?若拿到月球(月球的重力加速度為1.6m/s2

9、)上去,單擺的周期變?yōu)槎啻?答案:9.8m/s214.C如圖所示在一個半徑為R的光滑圓弧形軌道的圓心處有一個靜止的小球A在軌道的邊緣處有一個小球B設軌道長度遠小于半徑R,讓A、B兩球同時由靜止開始運動,通過計算說明哪一個球先到達軌道的最低點答案:A球15.C(地震儀水平擺的周期)圖所示是一種記錄地震裝置的水平擺,擺球固定在邊長為l、質量可忽略不計的等邊三角形的頂點A上,它的對邊BC跟豎直線成不大的夾角,擺球可繞固定軸BC擺動,求擺球微小擺動時的周期.答案:解法一:如圖所示,過A點做BC的垂線,交BC于O點,OA即為等效擺長,為,擺球在平衡位置時,把擺球的重力G分解為與BC平行的分力G1和與BC

10、垂直的分力G2,G2=mgsin其等效重力加速度g=gsin,故該擺做微小擺動時的周期為.(略解法二)作業(yè)5簡諧運動的能量共振一、選擇題(每小題6分,共54分)1.A對做簡諧運動的物體來說,當它通過平衡位置時,具有最大值的是()A.加速度B.勢能C.動能D.回復力答案:C2.A做簡諧運動的物體,在運動到最大位移時,具有最大值的物理量是()A.加速度B.速度C.動能D.勢能E.回復力答案:DE3.A如果存在摩擦和空氣阻力,那么任何物體的機械振動嚴格地講都不是簡諧運動,在振動過程中振幅、周期和機械能將()A.振幅減小,周期減小,機械能減小B.振幅減小,周期不變,機械能減小C.振幅不變,周期減小,機

11、械能減小D.振幅不變,周期不變,機械能減小答案:B4.A擺動著的單擺,振幅會越來越小,對此所作的下列描繪中,正確的是()A.單擺做阻尼振動,在振動的過程中動能始終變小 B.單擺做阻尼振動,在振動過程中機械能一定變小C.擺球向上擺動過程中,動能減小,勢能增加,機械能可能不變D.擺球向上擺動過程中,增加的勢能一定大于減少的動能答案:B5.A一個水平彈簧振子,振子的質量為m,當振子到達最大位移處時,立即給振子粘上一個質量為的物體,讓它們一起振動,那么()A.振子的振幅變小B.振子的周期不變 C.振子的機械能變大D.振子達到平衡位置的速度變小答案:D6.BA、B兩個單擺,A擺的固有頻率為f,B擺的固有

12、頻率為4f,若讓它們在頻率為5f的驅動力作用下做受迫振動,那么A、B兩個單擺比較()A.A擺的振幅較大,振動頻率為fB.B擺的振幅較大,振動頻率為5fC.A擺的振幅較大,振動頻率為5fD.B擺的振幅較大,振動頻率為4f答案:B7.B一船在海上以某速度朝東北方向行駛,正遇上自北向南的海浪,海浪每分鐘拍打船體15次,船在水中振動的固有周期是6s,為避免發(fā)生共振,以下可采用的四種措施中,最有效的是()A.把船改向東航行,并使船速增大B.把船改向東航行,并使船速減小C.把船改向北航行,并使船速增大D.把船改向北航行,并使船速減小答案:C8.B下列關于共振的說法錯誤的是()A.共振現象總是有害的,所以應

13、盡量防止共振的發(fā)生B.隊伍不能用整齊的步伐過橋,是為了避免產生周期性的驅動力,避免發(fā)生共振C.共振篩是通過改變驅動力的頻率使它接近篩的固有頻率,產生共振,提高篩除雜物的效率D.應用共振時,設法使驅動力頻率跟受迫振動物體的固有頻率接近或相等；防止共振危害時,設法使驅動力的頻率跟受迫振動物體的固有頻率相差很大答案:A9.B如圖所示,在曲軸上懸掛一個彈簧振子,若不轉動把手,讓振子上下振動,其振動周期為T1,現使把手以周期T2勻速轉動(T2<T1),當運動穩(wěn)定后那么()A.彈簧振子振動周期為T1B.彈簧振子振動周期為C.要使彈簧振子振幅增大,可讓把手轉速減小D.要使彈簧振子振幅增大,可讓把手轉速

14、增大答案:C10.B把一個篩子用四根彈簧支起來,篩子上一個電動偏心輪,它每轉一周,給篩子一個驅動力,這樣就做成了一個共振篩,篩子做自由振動時,完成10次全振動用時15s,在某電壓下,電動偏心輪轉速是36r/min已知增大電壓可使偏心輪轉速提高；增加篩子質量,可以增大篩子的固有周期,那么要使篩子的振幅增大,下列哪些做法是正確的()A.提高輸入電壓 B.降低輸入電壓C.增加篩子質量D.減小篩子質量答案:AC11.C如圖所示,曲軸上懸掛一彈簧振子,轉動搖把,曲軸可以帶動彈簧振子上下振動,開始時不轉動搖把,讓振子上下自由振動,測得振動頻率為2Hz,然后勻速轉動搖把,轉速為240r/min當振子振動穩(wěn)定后,振子的振動周期是() A.0.5sB.0.25s C.2sD.4s答案:B二、填空題(每空6分,共24分)12.C如圖所示,為某物體做受迫振動的共振曲線,從圖中可知該物體振動的固有頻率是_Hz在驅動力頻率由150Hz增大到250Hz的過程中,物體振動的振幅變化趨勢是_200Hz,是由小到大,再由大到小13.C水平放置的彈簧振子由兩個粘在一起的質量相等的物塊組成,在振動過程中當彈簧拉得最長時,若其中一個物塊脫落,則此彈簧的振幅將為原來的_倍,最大速率為原來的_倍:1,三、計算題(每小題11分,共22分)14.C汽車沿一條起伏不平的公路行駛,路面上凸起處相隔的距離大約都是1