课件91张PPT。专题十三 机械振动与机械波高考物理(江苏专用) 考点一 机械振动 1.[2013江苏单科,12B(1)]如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz。现匀速转动把手,给 弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率 为?( ) ? A.1 Hz B.3 Hz C.4 Hz D.5 HzA组 自主命题·江苏卷题组答案????A 因把手每转动一周,驱动力完成一次周期性变化,即把手转动频率即驱动力的频 率。弹簧振子做受迫振动,而受迫振动的频率等于驱动力的频率,与振动系统的固有频率无关, 故A正确。考查点 考查弹簧振子驱动力的频率与其振动频率的关系,属于容易题。本题错解分析 易错选B或D,说明对受迫振动不理解,不知道其振动频率应和驱动力频率相等。2.[2011江苏单科,12B(3)]将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂,下端系上质量为m的物块。 将物块向下拉离平衡位置后松开,物块上下做简谐运动,其振动周期恰好等于以物块平衡时弹 簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T。答案 见解析解析 单摆周期公式T=2π?,且kl=mg 解得T=2π?1.(2017北京理综,15,6分)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是?(???? ) ? A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值 B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值 C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零 D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值B组 统一命题、省(区、市)卷题组答案????A 本题考查简谐运动图像。由图像可知,t=1 s和t=3 s时振子在最大位移处,速度为零, 加速度分别为负向最大值、正向最大值;而t=2 s和t=4 s时振子在平衡位置,加速度为零,而速度 分别为负向最大、正向最大。综上所述,A项说法正确。解题关键 简谐运动图像与运动情景的关联 通过图像,不仅要提取出图像中的相关信息,更需与振子运动情景相关联,细致分析出各物理量 的大小和方向,这是解答本题的关键。2.(2017上海单科,10,4分)做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的?倍,摆 球经过平衡位置的速度减为原来的?,则单摆振动的?( ) A.周期不变,振幅不变 B.周期不变,振幅变小 C.周期改变,振幅不变 D.周期改变,振幅变大易错警示 摆球经过平衡位置时,因质量增加为原来的?倍,速度减为原来的?,故动能Ek=?mv 2不变,不要误认为摆球的振幅不变而错选A。3.(2016北京理综,15,6分)如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点, 建立Ox轴。向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为?( ) ? ? 答案????A 振子在N点时开始计时,其位移为正向最大,并按正弦规律变化,故选项A正确。4.(2018天津理综,8,6分)(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位 移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则?( ) A.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为? s ???? B.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为? s C.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s ???? D.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s答案????AD 本题考查简谐运动的多解问题。简谐运动的位移方程为x=A sin?,当振幅 A=0.1 m时,由t=0时x=-0.1 m得θ=-?;由t=1 s时x=0.1 m有sin?=1,则?-?=2kπ+?(k=0,1, 2,…),k=0时,T=2 s;k=1时,T=? s;k=2时,T=? s。由以上分析可见,A项正确,B项错误。 当振幅A=0.2 m时,由t=0时x=-0.1 m得θ=-?或θ=-?;若θ=-?,由t=1 s时x=0.1 m有sin?= ?,则当?-?=?时,T=6 s;当?-?=?π时,T=2 s。同理,若θ=-?,则周期T最大值为2 s。由以 上分析可见C项错误,D项正确。一题多解 若振幅为0.1 m,则有nT+?=1 s,n=1时,T=? s;n=2时,T=? s,可见A对,B错。 若振幅为0.2 m,则下图反映振动的一种可能情况,由0.2 sin θ m=0.1 m,得θ=30°,由此可知,?=? s, ... ...
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