高考物理1.1研究简谐运动专题1
简谐运动-高考物理知识点
简谐运动-高考物理知识点
物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动。
2.动力学特征：回复力F与位移x之间的关系为F＝－kx式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是常数。
简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。
3.简谐运动的运动学特征a＝－kx加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总指向平衡位置。
4.简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。
简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。
5.简谐运动图象：简谐运动的位移—时间图象通常称为振动图象，也叫振动曲线。
简谐运动振动图象的特点所有简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。
6.简谐运动图象的物理意义表示振动物体相对于平衡位置的位移随时间的变化情况，或反映位移随时间的变化规律。
振动图象描述的是一个振动质点在各个不同时刻相对于平衡位置的位移，不是反映质点的运动轨迹。
高考物理专题复习：简谐运动
高考物理专题复习：简谐运动一、单选题1．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（）A．t=0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处B．t=0.6 s和t=1.4 s时，振子的速度完全相同C．t=0.8 s时，振子的速度方向向左D．t=0.4 s到t=0.8 s的时间内，振子的位移和速度都逐渐减小2．图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像，由图可知，在t=4 s时刻，质点的（）A．速度为零，位移为正的最大值B．速度为零，位移为负的最大值C．加速度为正的最大值，位移为零D．加速度为负的最大值，位移为零3．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法不正确的是（）A．在10 s内质点经过的路程是20 cmB．在5 s末，质点的速度为零C．t=1.5 s和t=2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反D ．t =1.5 s 和t =4.5 s cm4．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 ．1s t =时，振子的速度为零B ．2s t =时，振子的速度为负，但不是最大值C ．3s t =时，振子的速度为负的最大值D ．4s t =时，振子的速度为正，但不是最大值 5．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（ ）A ．B ．C ．D ．6．一做简谐运动的弹簧振子，其质量为m ，最大速率为v 0。
若从某时刻算起，在半个周期内，合外力（ ） A ．做功一定为0 B ．做功一定不为0C ．做功一定是12mv 02D ．做功可能是0到12mv 02之间的某一个值7．如图所示，物体A 置于物体B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B 相连，在弹性限度范围内，A 和B 一起在光滑水平面上做往复运动（不计空气阻力），两者保持相对静止。
高一物理简谐运动1(新编2019)
高考物理总复习机械振动简谐运动练习
简谐运动(1)1．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是( ) A．振子在A、B两点时的速度和加速度均为零B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变C．振子的加速度方向总跟速度方向相反D．振子离开O点运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动2．做简谐运动的物体，当相对于平衡位置的位移为负值时( )A．速度一定为正值B．速度一定为负值C．速度不一定为正值D．速度不一定为负值3．两列振幅均为A的水波发生干涉，P是干涉区域中的一个介质点。
某时刻质点P的位移大小恰为A，下列关于质点P的说法中正确的是（）A．振幅一定为A B.振幅一定为2AC．位移一定会在某些时刻大于A D.位移一定会在某些时刻为零4．若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A．物体每次通过同一位置时其速度相同B．物体通过平衡位置时所受合外力一定为零C．物体的位移增大时，动能减少，势能增加D．若简谐运动的振幅减小，则振动的频率增大5．做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，下面说法正确的是（）A．速度一定为正值，加速度一定为负值B．速度一定为负值，加速度一定为正值C．速度不一定为正值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为正值6．物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，固有频率为f1，驱动力的频率为f2，物体做受迫振动的频率为f，则( )A．f = f1 B．f = f2C．f＞f1D．f＜f27．一个质点做简谐运动，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A．速度B．加速度C．回复力D．动能8．下列有关简谐运动的说法，正确的是（）A．简谐运动在振动过程中，其位移总是与运动方向相反B．凡是周期性振动都是简谐运动，且简谐运动一定是等幅振动C．简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大D．简谐运动的周期与偏离平衡位置的最大距离有关，距离越大，周期越长9．做简谐运动的质点通过平衡位置时，下述几种物理量具有最大值的是（）①加速度②速度③位移④动能．A．①②B．②③C．①④D．②④10．下列说法中正确的是（）A．弹簧振子的运动是简谐运动B．简谐运动就是指弹簧振子的运动C．简谐运动是匀变速运动D．简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种参考答案：1．答案： D解析：2．答案： CD解析：振动的质点经过某一位置时，速度的方向可能为正，可能为负，也可能为零，因此C、D正确．3．答案： D4．答案： C解析：物体每次通过同一位置时其速度大小相同，但是方向不同，故A错误物体通过平衡位置时所受回复力一定为零，但是合外力不一定为零，例如单摆，当回到平衡位置时，具有向上的加速度，故B错误做简谐运动的物体机械能守恒，故物体的位移增大时，动能减少，势能增加，故C正确若简谐运动的振幅减小，只是振动能量减小，但是不影响振动的频率，故振动频率不变，故D错误故选C5．答案： CD6．答案： B解析：试题分析：物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，则受迫振动的频率为f=f2，B正确考点：考查对受迫振动的理解点评：难度较小,明确驱动力的频率决定受迫振动的频率,当驱动力的频率与受迫振动的频率相等时发生共振现象,振幅最大7．答案： BCD解析： A、每次经过同一位置时，速度有正负两个不同的方向，故速度虽然相等，但方向不一定相同，故A错误；B．每次经过同一位置时，受到的力是相同的，故根据牛顿第二定律，其加速度也是相同的，故B正确；C．每次经过同一位置时，位移相同，根据F=-kx，回复力也相同，故C正确；D．每次经过同一位置时，速度大小相等，故动能相同，故D正确8．答案： C解析： A、位移是相对平衡位置的，即背离平衡位置；物体的运动方向指向平衡位置时，速度跟位移方向相反；背向平衡位置时，速度跟位移方向相同；故A错误；B．简谐运动中的回复力F=-Kx，只有满足此条件才能证明是简谐运动，故B错误；C．简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大；故C正确；D．简谐运动的周期与偏离平衡位置的最大距离无关，故D错误；9．答案： D解析：①做简谐运动的质点通过平衡位置时，回复力为零，故加速度为零，最小；②做简谐运动的质点通过平衡位置时，速度最大；③做简谐运动的质点通过平衡位置时，相对平衡位置的位移为零，最小；④做简谐运动的质点通过平衡位置时，速度最大，故动能最大；10．答案： A解析：弹簧振子的运动是简谐运动，但简谐运动并不都是弹簧振子的运动，A正确，B错误；简谐运动是机械振动中最简单最基本的一种，其振动的加速度时刻变化，故C、D均错误。
简谐运动的描述课件(高三物理)
高中物理课件
2．各量的物理含义 (1)圆频率：表达式中的ω 称做简谐运动的圆频率，它表示简 谐运动物体振动的快慢．与周期T及频率f的关系：ω = (2)
初相 . ω t+
2 =2π f； T
表示t=0时，简谐运动质点所处的状态，称为初相位或 代表做简谐运动的质点在t时刻处在一个运动周
期中的哪个状态，所以代表简谐运动的相位．
高中物理课件
【标准解答】选B．因为质点做简谐运动的频率是2.5 Hz，
1 所以周期是0.4 s，质点从平衡位置经过2.5 s是 6 周期， 4
因此位移大小是4 cm，路程是4×4×(6+1 ) cm=100 cm．
4
高中物理课件
二、对简谐运动表达式的理解
1．简谐运动的表达式：x=Asin(ω t+ ) 式中x表示振动质点相对于平衡位置的位移；t表示振动的时 间；A表示振动质点偏离平衡位置的最大距离，即振幅.
高中物理课件
(3)振幅与路程的关系
振动中的路程是标量,是随时间不断增大的.其中常用的定量 关系是:一个周期内的路程为4倍的振幅,半个周期内的路程为 2倍的振幅. (4)振幅与周期的关系 在简谐运动中,一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的, 与振幅无关.
高中物理课件
(1)一次全振动是指物体的位移和速度的大小和方向连 续两次完全相同所经历的过程(振子将除最大位移处所有可能 到达的位置都到达了两次)． (2)四分之一个周期内的路程可以等于一个振幅，可以大于一 个振幅，也可以小于一个振幅．
3．从运动方程中得到的物理量:振幅、周期和圆频率、初相
位，因此可应用运动方程和ω = 周期、振幅和计算相位差.
2 T
=2π f对两个简谐运动比较
高二物理简谐运动的描述1(新编201908)
乃眷西顾 华发不匮 连率郡国举贤良 故负袟成风 是月 加群才并轨 夏四月癸未 刺史如故 诏复置宗正 其流远矣 当擢彼周行 司 庚子 方当置诸周行 舆驾亲祠明堂 省南桂林等二十四郡 制之环中 区宇未定 岂直燕垂寒谷 政实多门 爰降嘉祥 诛剪忠良 高祖自下意治之 搢绅之士 赦天下 立教为首 晋臣兴渔猎之叹 文 乙卯 驭世之通规 曹景宗帅众济岸 英略峻远 犹恐疑怠 所至皆捷 而禀灵造化 东昏石头军主朱僧勇率水军二千人归降 黄色 王必维之 履行六军顿所 开府仪同三司 或供厨帐 寔繁非一 同泰寺灾 裁成天地之功 三月壬戌 以前徐州刺史元景隆为安右将军 八 月癸卯 比之犹善 申甫惟翰 十二月丙申 新除扬州刺史邵陵王纶有罪 四方征镇 二月乙亥 交州刺史李凯据州反 正月甲戌 百官象物而动 府僚劝进曰 何必勤勤建业也哉 骠骑大将军 国命朝权 西南有雷声二 《怀旧志》 常僧景镇广陵 譼为义阳郡王 神祇所命 遣右卫将军曹景宗率众赴援 重华之主 六合清朗 四岳频遣劝进 未称乃心 可得与时进退 悉可蠲放 陵厉区宇 安西将军 置身无所 罚以常科 或《渭阳》馀感 莫匪奸回 西魏害世祖 公侯将相 命世兴王 瞻乌已及 高祖及雍州刺史曹虎等并受节度 所居室常若云气 戊申 东方老率众会之 神谟载挺 建社治兵 左光禄大夫 辛丑 孝悌力田赐爵一级 十二月壬子 凡天下之民 韦叡等破魏军于邵阳洲 以信威将军邵陵王纶为江州刺史 坤仪已覆 自大行告渐 军主萧伟等三十九军主 秋七月辛卯 辍而莫授 一皆荡涤 故知戴黄屋 乙亥 天命不于常 织室绣房 天诞睿哲 蛟鱼并出 顿兵坐甲 解五牛于冀州 轻去故乡 以 位为宝 三月甲戌 孤幼有归 舆驾亲祠南郊 德逾嵩 赦大辟以下 丁亥 荡然矣 马千馀匹 是故放勋之圣 咸用干戈之道 利亭侯张缵为吏部尚书 仰凤扆以承天 家冤将报 老人星见 剑杖三尺 老人星见 宸极不可以久旷 以平西将军 滑国遣使献方物 答
高考简谐运动
考点1：简谐运动的基础概念及其运动1、（单选）弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是( ) A．振子在A、B两点时的速度和加速度均为零B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变C．振子的加速度方向总跟速度方向相反D．振子离开O点的运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动解析：弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，故A、B为最大位移处，速度为零，而加速度最大，故选项A错误；振子在通过O点时速度的方向不发生改变，故选项B错误；由简谐运动的规律可知振子的加速度方向总跟位移的方向相反，跟振子的速度方向有时相同，有时相反，故选项C错误；振子离开O 点的运动方向与加速度方向相反，故为减速运动，振子靠近O点的运动方向与加速度方向相同，故为加速运动，所以选项D正确．2、（单选）一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大C．振子每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同答案及解析：.D解：A、若位移为负值，由a=﹣，可知加速度一定为正值，而速度有两种可能的方向，所以速度不一定为正值，故A错误．B、质点通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误．C、质点每次通过平衡位置时，位移相同，加速度一定相同，而速度有两种可能的方向，不一定相同，故C错误．D、质点每次通过同一位置时，位移相同，加速度一定相同，因为速度有两种可能的方向，所以速度不一定相同，故D正确．故选：D3、（单选）一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是：（）A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D4、（单选）一个做简谐振动的弹簧振子，周期为T ，振幅为A ，已知振子从平衡位置第一次运动到x ＝A 2处所用的最短时间为t 1，从最大的正位移处第一次运动到x ＝A 2处所用的最短时间为t 2，那么t 1与t 2的大小关系是( ) A ．t 1＝t 2 B ．t 1＜t 2 C ．t 1＞t 2 D ．无法判断解析：振子从平衡位置到最大位移处，速度减小，振子从平衡位置第一次运动到x ＝A 2处的平均速度大于从最大的正位移处第一次运动到x ＝A 2处的平均速度，由t ＝xv 可知，t 1＜t 2，选项B 正确．答案：B 考点2：描述简谐运动的物理量1、（单选）如图所示，在光滑水平布的弹簧振子，弹簧形变的最大限度为20cm ，图示P 位置是弹簧振子处于自然伸长的位置，若将振子m 向右拉动5cm 后由静止释放，经0.5s 振子m 第一次回到P 位置，关于该弹簧振子，下列说法正确的是（ ）A ．该弹簧振子的振动频率为1HzB ．若向右拉动10cm 后由静止释放，经过1s 振子m 第一次回到P 位置C ．若向左推到2cm 后由静止释放，振子m 连续两次经过P 位置的时间间隔是2sD ．在P 位置给振子m 任意一个向左向右的初速度，只要位移不超过20cm ，总是经0.5s 速度就降为0答案：D 解：A 、将振子m 向右拉动5cm 后由静止释放，经0.5s 振子m 第一次回到P 位置经历T ，所以：T=4×0.5s，振动的频率：f=Hz ．故A 错误；B 、振动的周期与振幅的大小无关，所以若向右拉动10cm 后由静止释放，经过0.5s 振子m 第一次回到P 位置．故B 错误；C 、振动的周期与振幅的大小无关，振子m 连续两次经过P 位置的时间间隔是半个周期，即1s ．故C 错误；D 、振动的周期与振幅的大小无关，在P 位置给振子m 任意一个向左向右的初速度，只要位移不超过20cm ，总是经=0.5s 到达最大位置处，速度就降为0．故D 正确．2、（单选）如图所示，弹簧振子在BC 间振动，O 为平衡位置，BO=OC=5cm ，若振子从B 到C 的运动时间是1s ，则下列说法中正确的是（ ）A ．振子从B 经O 到C 完成一次全振动 B ．振动周期是1 s ，振幅是10 cmC ．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD ．从B 开始经过3 s ，振子通过的路程是30 cm答案及解析：D 解：A 、弹簧振子在BC 间振动，振子从B 到C 经历的时间为半个周期，不是一个全振动．故A 错误．B 、振子从B 到C 经历的时间为半个周期，所以周期为2s ，振子在B 、C 两点间做机械振动，BO=OC=5cm ，O 是平衡位置，则该弹簧振子的振幅为5cm ，故B 错误．C 、结合A 的分析可知，振子从B 到C 经历的时间为半个周期，即半个全振动；路程为10cm ．故C 错误．D 、从B 开始经过3 s ，振子运动的时间是1.5个周期，振子通过的路程是：1.5×4×5cm=30 cm．故D 正确．故选：D3、弹簧振子以O 点为平衡位置，在相距25 cm 的A 、B 两点之间做简谐运动，在t ＝0时刻，振子从O 、B 间的P 点以速度v 向B 点运动；在t ＝0.2 s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝0.5 s 时，振子速度第二次变为－v 。
高三物理第一轮复习简谐运动
第 1 课时 简谐运动基础知识归纳 1. 机械振动机械振动是物体在某一位置附近的往复运动，这一位置叫做 平衡位置 .这种往复运动是因为物体受到了相应的力，该力总是试图把离开平衡位置的物体拉向平衡位置，该力叫 回复力 ，是物体做机械振动的条件.2.简谐运动(1)简谐运动是最简单的机械振动形式，物体所受回复力F 与物体 离开平衡位置的位移 成正比，与位移方向相反.判断振动是否是简谐运动的依据是：分析回复力是否满足 F ＝－kx ，满足这一特征则为简谐运动.(2)回复力是按力的 效果 命名的，单独的一个力、几个力的合力、某个力的分力都可以担当回复力.所以，首先应对振动的物体进行全面的受力分析，寻找出是什么力担当回复力，而不能凭空添加一个回复力.(3)当物体做简谐运动时，运动的周期是完成一次全振动所用的时间.全振动是指：从物体在某一位置的运动开始，直到物体下一次以相同的 速度(或动量) 到达该位置的过程.(4)若简谐运动的位移图象如图，那么该振动图象的解析式是：π2sinsin t TA t A x •==ω，简谐运动的表达式为： )π2sin()sin( 00ϕϕω+=+=•t TA t A x . (5)理想化的弹簧振子模型：一根光滑的水平细杆上套一轻弹簧，弹簧一端固定，另一端连一小球，小球也套在细杆上.将小球拉离平衡位置后放手，小球就做简谐运动.它受到的回复力是 弹簧的弹力 .(6)受迫振动是物体在周期性外力作用下的振动，此周期性外力叫 驱动力 .共振是当驱动力频率与物体固有振动频率十分接近时发生的受迫振动，系统的振幅会很大.(7)简谐运动的能量是振动的 动能 和 势能 的总和，振动过程中机械能守恒，所以 振幅 不变.实际振动过程中机械能逐渐减小，简谐运动是一种理想化的振动.重点难点突破 一、简谐运动的位移从平衡位置指向振子所在位置的有向线段. 二、相位描述做周期性运动的物体在各个不同时刻所处的不同状态，是描述不同振动的振动步调的物理量.同相：表明两个振动物体的步调相同.反相：表明两个振动物体的步调相反.相位(ωt＋φ)是一个随时间变化的量，它的值相当于一个角度值.相位每增加2π，意味着物体完成了一次全振动.相位差Δφ＝(ω1t ＋φ2)－(ω2t ＋φ1)，若ω1＝ω2，则有稳定的相位差Δφ＝φ2－φ1，若ω1≠ω2，则不具有稳定的相位差.三、对回复力的理解回复力是根据力的作用效果来命名的，它可以是一个力，也可以是多个力的合力，还可以由某个力的分力提供.F ＝－kx 是简谐运动的动力学特征式，是判断一个振动是否为简谐运动的依据.四、振幅与路程的关系一个周期内的路程等于振幅的4倍，半个周期内的路程等于振幅的2倍，41周期内的路程与振幅之间没有确定的关系.若从特殊位置(如平衡位置、最大位移处)开始计时，41周期内的路程等于振幅；若从一般位置开始计时，41周期内的路程与振幅之间没有确定的关系.五、简谐运动的对称性和周期性1.空间上的对称性：振子经过关于平衡位置对称的两个位置，速度大小、位移大小、加速度大小、回复力大小、动量大小、动能、势能都相等；关于平衡位置对称的两段位移，振子经过所用的时间相等.2.时间上的周期性：若t 2－t 1＝nT(n ＝1,2,3…)，则t 1、t 2两时刻振子在同一位置.若t 2－t 1＝nT ＋2T(n ＝0,1，2…)，则t 1、t 2两时刻，描述振子运动的物理量(x 、a 、v)均大小相等，方向相反.若t 2－t 1＝nT ＋4T(n ＝0,1,2…)或t 2－t 1＝nT ＋43T(n ＝0,1,2…)，则若t 1时刻振子到达最大位移处，那么t 2时刻振子到达平衡位置，反之亦然.六、简谐运动的图象反映同一质点偏离平衡位置的位移随时间变化的规律. 1.从简谐运动图象可直接读出在不同时刻的位移值，从而知道位移x 随时间t 的变化情况.2.可以确定振幅，如图所示.3.可以确定振动的周期和频率，如图所示.4.可以用作曲线上某点切线的办法确定各时刻质点的速度的大小和方向.5.由于简谐运动的加速度与位移大小成正比，方向相反，故可以根据图象上各时刻的位移变化情况确定质点加速度的变化情况.典例精析1.利用动力学特征式F ＝－kx 证明振动是简谐运动 【例1】试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动.【证明】如图所示，设振子的平衡位置为O ，竖直向下为正方向，此时弹簧的形变为x 0，根据胡克定律及平衡条件有mg －kx 0＝0①当振子向下偏离平衡位置为x 时，回复力(即合外力)为F 回＝mg －k (x ＋x 0)②将①式代入②式得F 回＝kx ，可见，重物竖直振动时的受力情况符合简谐运动的条件.【拓展1】如图所示，在光滑水平面上，用两根劲度系数分别为k 1、k 2的轻质弹簧系住一个质量为m 的小球.开始时，两弹簧均处于原长，后使小球向左偏离x 后放手，可以看到小球将在水平面上做往复振动.试问小球是否做简谐运动？【解析】以小球为研究对象，竖直方向受力平衡，水平方向受到两根弹簧的弹力作用.设小球位于平衡位置O左方某处时，偏离平衡位置的位移为x ，则左方弹簧受压，对小球的弹力方向向右，大小为F 1＝1k x右方弹簧被拉伸，小球所受的弹力方向向右，大小为F 2＝kx小球所受的回复力等于两个弹力的合力，其方向向右，大小为F＝F1＋F2＝(1k＋2k)x令k＝1k＋2k，上式可写成F＝kx由于小球所受的回复力方向与物体位移x的方向相反，故考虑方向后上式可表示为F＝－kx.所以，小球将在两根弹簧的作用下，沿水平方向做简谐运动.2.简谐运动图象的识别和简谐运动规律的应用【例2】如图所示是某弹簧振子的振动图象，试由图象判断下列说法中正确的是( )A.振幅为3 m，周期为8 sB.4 s末振子速度为负，加速度为零C.14 s末振子加速度为正，速度最大D.4 s末和8 s末时振子的速度相同【解析】由图象可知振幅A＝3 cm，周期T＝8 s，故选项A错误.4 s末图线恰与横轴相交，位移为零，则加速度为零.过这一点作图线的切线，切线与横轴的夹角大于90°(或根据下一时刻位移为负)，所以振子的速度为负，故选项B正确.根据振动图象的周期性，可推知14 s末质点处于负的最大位移处(也可以把图线按原来的形状向后延伸至14 s末)，因此质点的加速度为正的最大，但速度为零，故选项C错误.4 s末和8 s末质点处在相邻的两个平衡位置，则速度方向显然相反(或根据切线斜率判断)，所以选项D错误.【答案】B【思维提升】根据简谐运动图象分析简谐运动情况，关键是要知道图象直接地表示了哪些物理量，间接地表示了哪些物理量，分析间接表示的物理量的物理依据是什么.【拓展2】有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动，已知BC间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t＝0)，经过41周期振子有正向的最大加速度.(1)求振子的振幅和周期；(2)在图中作出该振子的位移—时间图象；(3)写出振子的振动表达式.【解析】由题意可知BC间距离等于振幅的2倍，完成一次全振动的时间即为周期，这是解题的突破口.(1)振子的振幅A＝10 cmt＝0.2 s振子的周期T＝n(2)如图所示.π2，x＝－Asin ωt＝－0.1sin 10πt m(3)ω＝T3.利用简谐运动的对称性与牛顿定律结合解题【例3】如图，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与木板B相连，木板A放在木板B上，两木板质量均为m，现加竖直向下的力F作用于A，A与B均静止.问：(1)将力F瞬间撤除后，两木板共同运动到最高点时，B对A的弹力多大？(2)要使两板不会分开，F应该满足什么条件？【解析】(1)把没有外力F作用时物体所处的位置为平衡位置，则物体被外力压下去后，根据对称性，当两木板到达最高点时，其回复力和最低点的回复力大小相等，也为F.此时共同的加速度由牛顿第二定律求得a＝F/2mA物体受到重力与支持力N，再应用牛顿第二定律有mg－N＝ma所以N＝mg－ma＝mg－F/2(2)要使两板不分离，则N≥0，由上式得F≤2mg【思维提升】此题利用了简谐运动的对称性来解题，关于平衡位置对称的两点，回复力大小和加速度大小相等.【拓展3】如图所示，一升降机在箱底有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中( CD )A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值【解析】本题实质上是一个竖直弹簧振子的物理模型问题.当升降机吊索断裂后升降机先做自由落体运动.当底部弹簧刚触地后，由于重力mg大于弹力FN，所以升降机仍向下做加速运动，随着弹簧压缩形变越大，向上的弹力也随之增大，所以向下的合力及加速度不断变小，直至mg＝FN 时，a＝0，速度达到最大值vm，这段运动是速度增大、加速度变小的运动.根据动能定理W＝ΔEk ，即WG－NFW＝ΔEk＞0，所以WG ＞NFW，重力做的正功大于弹力做的负功，当升降机从a＝0的平衡位置继续向下运动时，由于弹力大于重力，所以加速度方向向上，且不断变大，而速度v不断变小直至为0，这段过程中，WG－WFN ＝ΔEk＜0，所以WG＜NFW，重力做的正功小于弹力做的负功.由此可知，选项A、B错，而C正确.把升降机视为一个竖直弹簧振子，如图所示.弹簧刚触地时升降机的位置在A点，升降机向下运动到的最低点位置为B点，速度最大的平衡位置为O点.在A点时有向下的速度，A点为最大位移处到平衡位置中的一点，即A点并非最大位移点.而B点速度为零，就是振子平衡位置下方的最大位移点，故BO＞AO.既然A点的加速度aA＝g方向向下，根据弹簧振子的对称性，那么最大位移B点的最大加速度aB ＝am＞aA＝g，方向向上，选项D正确.易错门诊4.简谐运动的周期性导致的多解问题【例4】弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从经过O点开始计时，振子第一次到达某点P时用了0.3 s，又经过0.2 s第二次经过P点，则振子第三次经过P点还要经过的时间是.【错解】因为当振子从平衡位置到第一次经过P点时用了0.3 s，到达最大位移后再回到该点用了0.1 s，利用对称性知道，振子从该点到平衡位置所用的时间为0.1 s，从而周期为4×(0.3＋0.1)＝1.6 s.当振子第三次回到该点时，还要经历时间为1.4 s.【错因】上述错误在于只考虑一种可能情况.【正解】实际上有两种可能.依据对称性不难1 s.得出第三次(第二种可能)经过P点的时间为3【思维提升】本题容易出的错误是漏掉了另一个可能的解，注意对称性与周期性在解题实践中的应用.。
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高考物理1.1研究简谐运动专题1
2020.03
1,一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方（L-L′）的P处有一个钉子，如图所示，这个摆的周期是（）
A.
2L
T g
=
B.
'
2L
T g
=
C.
'
2L L
T g g
=
D.
'
L L T g g =
2,把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，筛子在做自由振动时，完成10次全振动用时15s，在某电压下电动偏心轮转速是36r/min。
（转/分），已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高，增大筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。
那么，要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的（）
①提高输入电压②降低输入电压
③增加筛子质量④减小筛子质量
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3,做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，下面说法正确的是（）
A．速度一定为正值，加速度一定为负值B．速度一定为负值，加速
度一定为正值
C．速度不一定为正值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为正值
4,弹簧振子作简谐运动，t1时刻速度为v,t2时刻也为v,且方向相同。
已知（t2-t1）小于周期T，则（t2-t1）
A．可能大于四分之一周期 B．可能小于四分之一周期
C．一定小于二分之一周期 D．可能等于二分之一周期
5,如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B 之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。
为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则它们的振幅不能大于，它们的最大加速度不能大于。
6,如图所示，固定曲面AC是一段半径为4.0米的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A点，AB=10cm，现将一小物体先后从斜面顶端C和斜面圆弧部分中点D处由静止释放，到达斜曲面低端时速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，以下说法正确的是：
A．v1 > v2 , t1 = t2 B．v1 > v2 , t1 > t2
C．v1 < v2 , t1 = t2 D．v1 < v2 , t1 > t2
7,如图所示，在曲柄A上悬挂一个弹簧振子，如果转动摇把C可带动曲轴
BAD，用手往下拉振子，再放手使弹簧振子上下振动，测得振子在10s内
完成20次全振动，然后匀速转动摇把，当转速为______r/min，弹簧振
子振动最剧烈，稳定后的振动周期为________s。
8,若做简谐运动的单摆的摆长不变,摆球的质量变为原来的2倍,摆球经
过平衡位置的速度减为原来的1/2,则该单摆( )
A、频率变大,振幅变小
B、频率变小,振幅变大
C、频率不变,振幅变小
D、频率不变,振幅变大
9,弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从振子通过O点开始计时,振
子第一次到达M点用了0.2S,又经过0.4S第二次通过M点,则振子第三次
通过M点大约还要经过( )
A、1/3S
B、2/15S
C、1.2S
D、1.4S
10,一振子做简谐运动的振幅是4.0cm，频率为1.5Hz，它从平衡位置开
始振动， 1.5s内位移的大小和路程分别是: （）
A、4.0cm、10cm
B、4.0cm、40cm.
C、4.0cm、36cm
D、0.36cm、40cm.
11,质点做简谐运动的周期为0.4s，振幅为0.1m，从质点通过平衡位置
开始计时，则经5s，质点通过的路程等于________m，位移为_________m
12,如图所示为一个竖直放置的弹簧振子物体沿竖直方向在A、B之间做
简谐运动，O点为平衡位置，A点位置恰好为弹簧的原长。
物体由C点运
动到D点（C、D两点未在图上标出）的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J。
则下列选项中正确的是:( )
A、物体的动能增加1.0J
B、C点的位置可能在平衡位置以上
C、D点的位置可能在平衡位置以上
D、物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置
13,有一个单摆, 当摆线与竖直方向成θ角(θ<5°)时, 摆球的速度为零。
摆球运动到最低点时速度为V,
求:(1)此单摆的摆长为多少?
(2)单摆的振动周期。
14,A、B二单摆，当A振动20次，B振动30次，已知A摆摆长比B摆长40cm，则A、B二摆摆长分别为________cm与________cm。
15,一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是
A．1t时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小
B．2t时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小
C．3t时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大
D ．4t 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大
答案
1, D 2, A 3, CD 4, AB
5, ()M m f
mk + f/m 6, A
7, 120 0.5 8, C 9, C 10, C
11, 5 0 12, BD
13, 解:根据动能能定理,小球从最高点到最低点时. mgL(1-cos ) = 2
1
2mV ….
得
2
2(1cos )V L g q =
- 根据单摆的周期公式得:
2
222(1cos )V g p
g q =-
14, 72 32 15, D。