高中物理專題復習《機械振動和機械波》-第2講-單擺振動的能量受迫振動與共振省公開課一等獎全國示范課微

第七章：

機械振動和機械波第2講單擺、振動能量、受迫振動與共振第1頁重點難點詮釋………………04經(jīng)典例題剖析………………08適時仿真訓練………………13目錄第2頁重點難點詮釋

跟蹤練習1已知在單擺a完成10次全振動時間內(nèi)，單擺b完成6次全振動，兩擺長之差為1.6m.則兩單擺擺長la與lb分別為()A.la＝2.5m，lb＝0.9mB.la＝0.9m，lb＝2.5mC.la＝2.4m，lb＝4.0mD.la＝4.0m，lb＝2.4m［答案］

B第3頁重點難點詮釋

跟蹤練習2(·上海)在靠近收費口道路上安裝了若干條突起于路面且與行駛方向垂直減速帶，減速帶間距為10m，當車輛經(jīng)過減速帶時會產(chǎn)生振動.若某汽車固有頻率為1.25Hz，則當該車以

m/s速度行駛在此減速區(qū)時顛簸得最厲害，我們把這種現(xiàn)象稱為

.

［解析］汽車每經(jīng)過一個減速帶時，減速帶都給汽車一個向上力，這個力使汽車上下顛簸，當這個力頻率等于汽車固有頻率1.25Hz時，汽車發(fā)生共振，振動最厲害.所以有，v=xf=10×12.5=12.5m/s.［答案］12.5，共振第4頁重點難點詮釋

跟蹤練習3如圖所表示，在一根張緊水平繩上，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，在垂直紙面平面內(nèi)振動；接著其余各擺也開始振動.以下說法中正確有()A.各擺振動周期與a擺相同

B.各擺振幅大小不一樣，c擺振幅最大

C.各擺振動周期不一樣，c擺周期最長

D.各擺均做自由振動

［解析］a擺做是自由振動，周期就等于a擺固有周期，其余各擺均做受迫振動，所以振動周期均與a擺相同.c擺與a擺擺長相同，所以c擺所受驅(qū)動力頻率與其固有頻率相等，這么c擺產(chǎn)生共振，故c擺振幅最大.［答案］AB第5頁重點難點詮釋

跟蹤練習4一個單擺在空氣中振動，振幅逐步變小，以下說法中正確是()A.機械能逐步轉(zhuǎn)化為其它形式能

B.T+Δt時刻動能一定小于T時刻動能

C.T+Δt時刻勢能一定小于T時刻勢能

D.后一時刻機械能一定小于前一時刻機械能［答案］AD第6頁

例3如圖所表示，有一長度為s=1.6m水平軌道AB，在B點處與半徑為250m光滑弧形軌道BC相切，A處為一豎直墻壁.一質(zhì)量為0.99kg木塊靜止于B處，現(xiàn)有一質(zhì)量為10g子彈以500m/s水平速度從左邊射入木塊且未穿出.已知木塊與該水平軌道間動摩擦因數(shù)μ=0.1，木塊與墻壁碰撞無機械能損失，g取10m/s2，求：子彈射入木塊后，木塊需經(jīng)多長時間才能停下來？經(jīng)典例題剖析

［解析］運動時間由tBC和tAB組成，設在AB面上滑行了n個往返，則，而tAB可由動量定理求出,n則可由動能定理求出.第7頁經(jīng)典例題剖析

mv0=(m+M)vv=5

m/sμ(m+M)gtAB=(m+M)vtAB=5

s

解得n＜4，取3，所以，木塊在圓弧軌道上跑了4個往返

所以t=tAB+tBC=67.8s.［答案］67.8s第8頁

例4如圖所表示，一輕質(zhì)彈簧下端固定在水平地面上，上端與物體A連接，物體A又與一跨過定滑輪不可伸長輕繩一端相連，繩另一端懸掛著物體B，B下面又掛著物體C，A、B、C均處于靜止狀態(tài).現(xiàn)剪斷B和C之間繩子，則A和B將做簡諧運動.已知物體A質(zhì)量為3m，B和C質(zhì)量均為2m，A和B振動振幅為d.試求：

(1)物體A振動最大速度；

(2)振動過程中，繩對物體B最大拉力和最小拉力.經(jīng)典例題剖析第9頁經(jīng)典例題剖析

［解析］

(1)繩剪斷前，彈簧伸長量為x1，

kx1=mg

剪斷后，在振動平衡位置，彈簧壓縮x2，

kx2=3mg－2mg

因為x1=x2，兩個狀態(tài)彈性勢能相等(振動振幅d=x1+x2)；由機械能守恒定律，有：解得

(2)B振動到最低點時拉力最大，為F1；第10頁經(jīng)典例題剖析B在振動過程最低點：對B有F1－2mg=2ma

對A有3mg+kx1－F1=3ma

解得：F1=2.8mg

振動到最高點時拉力最小為F2，據(jù)簡諧運動對稱性可知：A與B加速度大小仍為a

對B