第二章機械振動重難點練習(xí)-高二上學(xué)期物理人教版(2019)選擇性必修第一冊

重點練習(xí)1.某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖像如圖所示，下列描述正確的是()A.t1s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值B.t2s時，振子的速度為負，加速度為正的最大值C.t3s時，振子的速度為負的最大值，加速度為零D.t4s時，振子的速度為正，加速度為負的最大值4x軸振動，平衡位置在坐標原點，0時振子的位移為0.1m，s時txt32.一簡諧振子沿振子t4s.位移第一次為0.1m，時振子位移第二次為x0.1m，該振子的周期可能為x()416A.sB.8sC.sD.16s33mk3.已知彈簧振子的周期T2π，m為振子質(zhì)量，k為彈簧勁度系數(shù).如圖所示，兩木塊A和B疊放在光滑水平面上，一起做簡諧運動，質(zhì)量分別為和，當它們運動到平衡位置mm12時，突然拿去A之后（對B的速度無影響），則()A.振子的頻率不變4.如圖所示，曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min.則()B.振子的振幅變小C.振子的周期變大D.振子的振幅變大、下振動開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，A.當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.5sB.當振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率是2HzC.當轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大D.當轉(zhuǎn)速減小時，彈簧振子的振幅增大5.如圖所示，振子在A、A之間做簡諧運動，O是平衡位置，B是的中點.已知振子經(jīng)OOA到B所用的時間為t，經(jīng)B向右第一次運動到A所用的時間為t，則()21C.ttD.振子的周期為121212126.如圖甲所示，O是單擺的平衡位置，單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動，M、N是擺球所能到達的最遠位置，()設(shè)向右為正方向，圖A.單擺振動的周期為0.4sC.t0時擺球在M點B.單擺振動的頻率是2.5HzD.單擺的擺長約為0.32m7.長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一可以看成質(zhì)點的小球.在O點正下方，距O點3l為處的4P點固定一顆小釘子.現(xiàn)將小球拉到A點，輕繩被拉直，然后由靜止釋放小球.B點.已知A點與豎直平面內(nèi).當?shù)氐氖切∏蜻\動的最低位置，C點（圖中未標出）是小球能夠到達的左方最高位置B點之間的高度差為h，.、、、、始終在同一hlABCPO重力加速度為g，不計空氣阻力.下列說法不正確的是()A.B點與C點高度差等于hB.若釘子可在O、B間移動且與B點距離合適，小球3πl(wèi)C.小球從離開A點到第一次回到A點用時2g有可能繞P點做完整的圓周運動3πl(wèi)D.小球從離開A點到第一次回到A點用時4g8.為了交通安全，減速的的目.一排等間距為1.5m，一常在公路上設(shè)置如圖所示的減速帶，減速帶使路面稍微拱起以達到使車輛距設(shè)置的減速帶，可有效降低車速，稱為洗衣板效應(yīng).如果某路面上的減速帶的間輛固有頻率為2Hz的汽車勻速駛過這排減速帶，下列說法正確的是()A.當汽車以5m/s的速度行駛時，其振動頻率為2HzB.當汽車以3m/s的速度行駛時顛簸的最厲害C.、當汽車以3m/s的速度行駛時最不顛簸D.汽車速度越大，顛簸的就越厲害A做簡諧運動的振動方程為x3sin100tB做簡諧運動的振動方程為Ax5sin100tm.比較A、B的運動()6BA.振幅是矢量，A的振幅是6m，B的振幅是10mB.周期是標量，A、B周期相等，為100sC.A振動的頻率f等于B振動的頻率fABD.A的相位始終落后B的相位π32.如圖所示是表示一質(zhì)點做簡諧運動的圖像，下列說法不正確的是()A.t0時刻振C.t時刻振子的位移最大3.如圖所示，物體A置于物體子的加速度最大B.t時刻振子正通過平衡位置向正方向運動1D.t時刻振子正通過平衡位置向正方向運動23B上，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與B相連。在彈性限度范圍內(nèi)，和在光滑水平面上做往復(fù)運動（不計空氣阻力），并保持相對靜止，則下列說AB法正確的是()A.A和B均做簡諧運動B.作用在A上的C.B對A的靜摩擦力始終對A做負功，D.B對A的靜摩擦力始終對A做正功，而A對B的靜摩擦力對B不做4.某實驗小組在研究單擺時改進了實驗方，案將一力傳感器連接到計算機上。圖1中O點為靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比而A對B的靜摩擦力對B不做功功單擺的固定懸點，現(xiàn)將擺球（可視為質(zhì)點）拉至點，此時細線處于張緊狀態(tài)。由位置AA靜止釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的AC之間來回擺動，其中點為最低位置，、BAOBOOB,小于5°且大小未知，同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F曲線，如圖2所示（A點開始運動的時是()。且圖中t0時刻為擺球圖中所標字母均為已知量），從隨時間變化的t刻。已知擺長為，重力加速度為。根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息，lg下列說法正確的A.該單擺的周期為t2F2F量為maxB.擺球的質(zhì)min3gC.若增加擺球的質(zhì)量，則測得單擺的周期變小D.若在地球的兩極做該實驗，則測得單擺的周期最大2F2FglE.擺球在最低點B時的速度大小為maxF2FminmaxminLOO5.一單擺懸于O點，擺長為L，若在O點正下方的點釘一個光滑的釘子，使2，O將小球拉至處釋放，小球?qū)⒃贏、、間來回運動，若運動中擺線豎與直方向的夾角小ABC于5°，重力加速度為，則g以下說法正確的是()A.擺角大小不變B.A和C兩點在同一水平面上LLLgL)2gC.周期T2π()D.周期Tπ(g2g6.在“用單擺測量重力加速度”實驗中，某同學(xué)將擺懸掛后，進行如下操作：A.測擺長L：用米尺量出擺線的長度，用游標卡尺測出擺球直徑得到半徑，擺線長加上擺球半徑得到擺長.B.測周期T：將擺球拉起，然后放開.在擺球某次通過最低點時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點作為第一次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點時，按下秒表停止計時.t.30讀出這段時間t，算出單擺的周期TC.將測得的L和T代入單擺的周期公式，算出g，改變擺長多次重復(fù)實驗，求出g的平均值，將它作為實驗的最后結(jié)果寫入實驗報告.（1）請指出上面步驟中遺漏或錯誤的地方.要求寫出該步驟的字母：_______，并加以改正：_____________.（2）實驗過程中發(fā)現(xiàn)單擺的擺角逐漸減小，某次使用擺長為0.960m的單擺，如圖所示.擺5開始振動，某次當擺球從A到B經(jīng)過平衡位置O時開始計時，發(fā)現(xiàn)該單擺球從擺角隨后經(jīng)過30次全振動的總時間是59.6s，經(jīng)過50次全振動停止在平衡位置.該次測得當?shù)氐闹亓铀俣戎导s為_________m/s2（π取3.14，結(jié)果保留兩位小數(shù)）.的影響，測得的重力加速度值__________（填“偏大”“偏小”或“不變”）.7.如圖甲所示，O點為單擺的固定懸點，將力傳感器接在擺球與O點之間.現(xiàn)將擺球拉到A點，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的A、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置①則②由于空氣阻力.圖乙表示細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線，圖中t0為擺球從A點開始運動的時刻，g取10m/s2.（1）求單擺的振動周期和擺長（2）求擺球的質(zhì)量（3）求擺球運動過程中的最大速度...答案以及解析重點練習(xí)1.答案：解析：由題圖可知，在t1s和t3s時，振子偏離平衡位置最遠，速度為零，回復(fù)力最大，t2s和t4s時，振子位于平衡位A加速度最大，方向指向平衡位置，A正確，C錯誤；在置，速度最大，回復(fù)力和加速度均為零，B、D錯誤.2.答案：B4s8幅等于0.1m，則T4ss，即振子的周期為；如果振幅大于，0.1m338s解析：如果振342s44則周期T2s8s，故B正確.333.答案：B解析：彈簧振子的質(zhì)量減小，則周期變小，頻率變大，故A、C錯誤；振子運動到平衡位置時速度最大，彈簧的彈性勢能為零，拿去A之后，系統(tǒng)的機械能減小，由機械能守恒定律知，振子到達最大位移處時彈簧的彈性勢能減小，其形變量減小，則振幅減小，故B正確，D錯誤.4.答案：D解析：搖把的轉(zhuǎn)速為240r/min，則驅(qū)動力的周期T0.25s，頻率f4Hz，當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期為0.25s，振動頻率為4Hz，故A、B錯誤；當轉(zhuǎn)速減小時，驅(qū)動力的頻率減小，接近振子的固有頻率，振子的振幅增大，故C錯誤，D正確.5.答案：B解析：根據(jù)振子遠離平衡位置時速度逐漸減小可知，振子第一次從平衡位置運動到B處的平均速度大于第一次從B處運動到最大位移處的平均速度，因位移相同，則有，由題tt12T4意可知，則T，故B正確，A、C、D錯誤tt12.tt4126.答案：C乙知周期T0.8s，選項A錯誤；頻率f1解析：由題圖1.25Hz，選項B錯誤；由題負向最大位移處，因向右為正方向，所以開始時擺球在M點，選項T圖乙知，t0時擺球在C正確；由單擺的周期公式T2πl(wèi)，得lgT0.16m，選項D錯誤2.4πg(shù)27.答案：D解析：小球擺動過程中，只有重力做功，機械能守恒，在兩側(cè)最高點動能均為零，則重力勢能相等，即、兩點高度相同，、兩點的高度差等于h，故A正確；若釘子位置足夠ACBC低，小球有可能繞P點做完整的圓周運動，故B正確；小球每個周期在A、B之間運動的時1l1πl(wèi)，故小球擺動的周期為2gtTπtT間為2，在、之間運動的時間為22BC11g23πl(wèi)Ttt，C正確，D錯誤.D符合題意.2g128.答案：Bv5l1.510HzHz，故A錯誤；由3解析：當汽車以5m/s的速度行駛時，其振動頻率為f11.53m/s時，汽車達到vl汽車的固有周期為汽車的速度T0.5s，則T可知，T0.5f共振，顛簸的最厲害；故C、D錯誤，B正確.難點練習(xí)1.答案：C解析：振幅是標量，A、B的振幅分別是3m、5m，A錯誤；周期為標量，A、B的周期相B錯誤；因為TT，故ff，C正確；2π2π等，T大小為s6.28102s，100ABABπ為定值，D錯誤.3AB2.答案：B解析：從圖像可以看出，0時刻，振子在正的最大位移處，此時振子速度為零，加速度t最大，A項正確；~時刻振子的位移為負，因此該時刻振子正通過平衡位置向負方向運tt12動，B項錯誤；時刻振子在負的最大位移處，因此可以說是該時刻位移最大，C項正確；t2時刻以，后振子的位移為正，所以該時刻振子正通過平衡位置向正方向運動，D項正確.Bt3符合題意.3.答案：AB解析：物體A、B保持相對靜止，在輕質(zhì)彈簧作用下做簡諧運動，故A正確；對A、B整體)，對A由牛頓第二定律得Fma，解kx(mma由牛頓第二定律得得fAABmkAFfx，故B正確；在靠近平衡位置的過程中，對的靜摩擦力對做正功，BAAmmAB在遠離平衡位置的過程中，對的靜摩擦力對做負功，同樣，對的靜摩擦力對BA也做功，故CD錯誤。4.答案：ABEAABB解析：由題圖2可知單擺的周期，故A項正確；在點拉力有最大值，根據(jù)牛頓第BFTt2v2二定律mgm，在、兩點拉力有最小值，mgcos，由點到點根FminFACFABmaxlF2F1據(jù)機械能守恒定律有mgl(1cos)，由此可求得擺球的質(zhì)量mmax3g，在B2mv2min2FFgl點時的速度，故、兩項正確；單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，項錯誤；BECvmaxminF2FmaxminL地球的兩極重力加速度最大，赤道重力加速度最小，由單擺周期T2π可知，若在地球g的兩極做該實驗，所以測得單擺的周期最小，若在地球赤道上做該實驗，則測得單擺的周期最大，D項錯誤。5.答案：BD解析：小球在運動過程中，擺線的拉力不做功，只有重力做功，其機械能守恒，可知和AC兩點在同一水平面上，由于擺長會發(fā)生變化，所以擺角大小是變化的，故A錯誤，B正確；L1小球從到的時間為LπLt2π1πL,，從B到C的時間為2g22gABt