高考物理总复习 机械振动、简谐运动 回复力练习(1)
高考物理总复习 机械振动、简谐运动 弹簧振子练习(1)
弹簧振子 (1)1．一个弹簧振子做简谐运动的周期是0.025S,当振子从平衡位置开始向右运动,经过0.17s时,振子的运动情况是( )A．正在向右做减速运动 B．正在向右做加速运动C．正在向左做减速运动 D．正在向左做加速运动2．做简谐运动的弹簧振子，下述说法中正确的是 [ ]A．振子通过平衡位置时，速度最大B．振子在最大位移处时，加速度最大C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同，动量相同3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速率逐渐减小 D．弹簧的弹性势能逐渐减小4．一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（）A．正在向左做减速运动 B．正在向右做加速运动C．加速度正在减小 D．动能正在减小5．一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反.那么这两个时刻弹簧振子的( )A．速度一定大小相等，方向相反 B.加速度一定大小相等，方向相反C．位移一定大小相等，方向相反 D.以上说法都不正确6．一个弹簧振子，第一次被压缩x后释放做自由振动，周期为T1，第二次被压缩2x后释放做自由振动，周期为T2，关于T1∶T2，有同学认为T1∶T2＝1∶2，你认为此同学的结论（填“对”或“不对”），若不对，T1∶T2应为7．下列说法正确的是( )A．弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动的过程中，振子做匀减速运动B．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象D．用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长8．有关简谐振动的运动情况，下列说法中正确的是 ( )A．简谐振动是一种匀变速直线运动B．做简谐振动的物体由最大位移处向平衡位置运动时，一定做加速度减少的加速运动C．做简谐振动的物体经过同一位置时，它受到的的回复力一定相同D．做简谐振动的物体经过同一位置时，它运动的速度一定相同9．做机械振动的弹簧振子在运动过程中，下列物理量中在不断发生周期性变化的是（）A．回复力B．周期C．频率D．振幅10．如图所示，弹簧振子在BC两点间振动，O为BC的中点，取向右为正方向，由振动图象可知，t=0.1s，振子的位置在点_____，此后经过_____s，振子第一次达到C点．参考答案：1．答案： B解析：2．答案： ABC解析：3．答案： D解析：4．答案： B解析：5．答案： BC解析：由弹簧振子的振动过程知：这两个时刻振子一定处在关于平衡位置对称的两个位置，但速度方向并不确定，故选BC.6．答案：不对1∶1解析：不对．应为T1∶T2＝1∶1.因为做简谐运动的物体，其周期和频率是由振动系统本身决定的，与振幅的大小无关．7．答案： BCD8．答案： BC解析：试题分析：简谐振动中，加速度时刻发生变化，选项A错误；先后经过同一位置时速度方向可能相反，选项D错误；同理判断选项BC正确，故选BC考点：考查简谐振动点评：本题难度较小，简谐振动中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的关系一定要理解9．答案： A．解析：做机械振动弹簧振子的周期、频率、振幅都是一个确定的值，不随时间发生不变化，而回复力随时间成周期性改变．故选A10．答案： O；0.15．解析：从x-t图象可以看出，t=0.1s时刻，振子的位移为零，速度为负，故在平衡位置处，且再经过0.15s振子第一次达到C点．。
机械振动答案
机械振动答案（1）选择题1解析：选D.如图所示，设质点在A 、B 之间振动，O 点是它的平衡位置，并设向右为正．在质点由O 向A 运动过程中其位移为负值；而质点向左运动，速度也为负值．质点在通过平衡位置时，位移为零，回复力为零，加速度为零，但速度最大．振子通过平衡位置时，速度方向可正可负，由F ＝－kx 知，x 相同时F 相同，再由F ＝ma 知，a 相同，但振子在该点的速度方向可能向左也可能向右．2．解析：选B.据简谐运动的特点可知，振动的物体在平衡位置时速度最大，振动物体的位移为零，此时对应题图中的t 2时刻，B 对．3．解析：选BD.质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．4解析：选C.因为弹簧振子固有周期和频率与振幅大小无关，只由系统本身决定，所以f 1∶f 2＝1∶1，选C.5解析：选B.对于阻尼振动来说，机械能不断转化为内能，但总能量是守恒的．6.解析：选B.因质点通过A 、B 两点时速度相同，说明A 、B 两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由B 到最大位移，与由A 到最大位移时间相等；即t 1＝0.5 s ，则T2＝t AB ＋2t 1＝2 s ，即T ＝4 s ，由过程的对称性可知：质点在这2 s 内通过的路程恰为2 A ，即2A ＝12 cm ，A ＝6 cm ，故B 正确．7.解析：选A.两球释放后到槽最低点前的运动为简谐运动且为单摆模型．其周期T ＝2πR g，两球周期相同，从释放到最低点O 的时间t ＝T4相同，所以相遇在O 点，选项A 正确．8．解析：选C.从t ＝0时经过t ＝3π2L g 时间，这段时间为34T ，经过34T 摆球具有最大速度，说明此时摆球在平衡位置，在给出的四个图象中，经过34T 具有负向最大速度的只有C 图，选项C 正确．9.解析：选CD.单摆做简谐运动的周期T ＝2πlg，与摆球的质量无关，因此两单摆周期相同．碰后经过12T 都将回到最低点再次发生碰撞，下一次碰撞一定发生在平衡位置，不可能在平衡位置左侧或右侧．故C 、D 正确．10．解析：选D.通过调整发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz ，故D 选项正确． 二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．把答案填在题中横线上)11答案：(1)B (2)摆长的测量、漏斗重心的变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……12答案：(1)ABC (2)①98.50 ②B ③4π2k计算题13．(10分)解析：由题意知弹簧振子的周期T ＝0.5 s ，振幅A ＝4×10－2m. (1)a max ＝kx max m ＝kA m＝40 m/s 2. (2)3 s 为6个周期，所以总路程为s ＝6×4×4×10－2m ＝0.96 m.答案：(1)40 m/s 2(2)0.96 m14．(10分)解析：设单摆的摆长为L ，地球的质量为M ，则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分别为：g ＝G M R 2，g h ＝G M R ＋h2据单摆的周期公式可知T 0＝2πLg ，T ＝2πL g h由以上各式可求得h ＝(T T 0－1)R . 答案：(T T 0－1)R15．(12分解析：球A 运动的周期T A ＝2πl g， 球B 运动的周期T B ＝2π l /4g ＝πl g. 则该振动系统的周期T ＝12T A ＋12T B ＝12(T A ＋T B )＝3π2l g. 在每个周期T 内两球会发生两次碰撞，球A 从最大位移处由静止开始释放后，经6T ＝9πlg，发生12次碰 撞，且第12次碰撞后A 球又回到最大位置处所用时间为t ′＝T A /4. 所以从释放A 到发生第12次碰撞所用时间为t ＝6T －t ′＝9πl g －2T 2l g ＝17π2lg. 答案：17π2l g16．(12分解析：在力F 作用下，玻璃板向上加速，图示OC 间曲线所反映出的是振动的音叉振动位移随时间变化的规律，其中直线OC 代表音叉振动1.5个周期内玻璃板运动的位移，而OA 、AB 、BC 间对应的时间均为0.5个周期，即t ＝T 2＝12f＝0.1 s ．故可利用匀加速直线运动的规律——连续相等时间内的位移差等于恒量来求加速度．设板竖直向上的加速度为a ，则有：s BA －s AO ＝aT 2①s CB －s BA ＝aT 2，其中T ＝152 s ＝0.1 s ②由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ③ 解①②③可求得F ＝24 N. 答案：24 N机械振动（2）机械振动（3）1【解析】 如图所示，图线中a 、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A 错误，C 正确．物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D 错误．单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B 错误．【答案】 C2【解析】 质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水桶的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水桶的转动频率减小，因此，t 时刻的转动频率不是最大的，在t 时刻脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振，故C 项正确．【答案】 C3【解析】 摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力不为零，时间也不为零，故冲量不为零，所以选项A 错；由动能定理知选项B 对；摆球运动到B 时重力的瞬时功率是mg v cos90°＝0，所以选项C 错；摆球从A 运动到B 的过程中，用时T /4，所以重力的平均功率为P ＝m v 2/2T /4＝2m v 2T ，所以选项D 错．【答案】 B4【解析】 由振动图象可看出，在(T 2－Δt )和(T2＋Δt )两时刻，振子的速度相同，加速度大小相等方向相反，相对平衡位置的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，正确选项是D.【答案】 D5【解析】 据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率．做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以B 选项正确．【答案】 B6【解析】 由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A 、B 错；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以C 正确，D 错误．【答案】 C题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 ACBADACBDACADD(T 2-T 1)R/T 17【答案】 C8【解析】 根据题意，由能量守恒可知12kx 2＝mg (h ＋x )，其中k 为弹簧劲度系数，h 为物块下落处距O 点的高度，x 为弹簧压缩量．当x ＝x 0时，物块速度为0，则kx 0－mg ＝ma ，a ＝kx 0－mg m ＝kx 0m －g ＝2mg (h ＋x 0)mx 0－g ＝2g (h ＋x 0)x 0－g >g ，故正确答案为D.【答案】 D9【解析】 由题中条件可得单摆的周期为T ＝0.30.2s ＝1.5s ，由周期公式T ＝2πlg可得l＝0.56m.【答案】 A10【解析】 当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至B 点时动能最大，势能最小，然后继续摆动，动能减小，势能增大，到达C 点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做功，摆球的机械能守恒，综上可知只有D 项正确．【答案】 D机械振动（4）1解析：选A.周期与振幅无关，故A 正确．2解析：选C.由单摆周期公式T ＝2π lg知周期只与l 、g 有关，与m 和v 无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h ，最低点速度为v ，mgh ＝12m v 2.质量改变后：4mgh ′＝12·4m ·(v 2)2，可知h ′≠h ，振幅改变．故选C.3解析：选D.此摆为复合摆，周期等于摆长为L 的半个周期与摆长为L2的半个周期之和，故D 正确．4解析：选B.由简谐运动的对称性可知，t Ob ＝0.1 s ，t bc ＝0.1 s ，故T4＝0.2 s ，解得T ＝0.8s ，f ＝1T＝1.25 Hz ，选项B 正确．5解析：选D.当单摆A 振动起来后，单摆B 、C 做受迫振动，做受迫振动的物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，选项A 错误而D 正确；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项C 正确而B 错误．6解析：选BD.速度越来越大，说明振子正在向平衡位置运动，位移变小，A 错B 对；速度与位移反向，C 错D 对．7解析：选AD.P 、N 两点表示摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，A 对；P 点的速度大，所以动能大，故B 、C 错D 对．8解析：选BD.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D 正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B 正确．9解析：选B.读图可知，该简谐运动的周期为4 s ，频率为0.25 Hz ，在10 s 内质点经过的路程是2.5×4A ＝20 cm.第4 s 末的速度最大．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相反．。
2023高考物理专题冲刺训练--机械振动(一)--简谐运动的特征、表达式、图像的理解与应用
简谐运动的特征、表达式、图像的理解与应用一、简谐运动的基本特征：对简谐运动的理解受力特点回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反运动特点靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小能量振幅越大，能量越大．在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒周期性做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T2对称性(1)如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等(2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用时间，即t PO＝t OP′(3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即t OP＝t PO(4)相隔T2或2n＋1T2(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反二、简谐运动的图象1．简谐运动的数学表达式：x＝A sin(ωt＋φ)2．根据简谐运动图象可获取的信息(1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)．(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移．(3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定．(4)某时刻质点的回复力、加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向t轴．(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况．3．简谐运动的对称性(如图)(1)相隔Δt ＝nT (n ＝1，2，3…)的两个时刻，弹簧振子在同一位置，位移和速度都相同。
(2)相隔Δt ＝(n ＋12)T (n ＝0，1，2…)的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡位置对称，位移等大反向(或都为零)，速度也等大反向(或都为零)。
高考物理专题复习：简谐运动的回复力和能量
高考物理专题复习：简谐运动的回复力和能量一、单选题1．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，平衡位置为O，小球在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（）A．小球在O位置时，动能最大，加速度最小B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大C．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功D．小球在O位置时系统的总能量大于小球在B位置时系统的总能量2．如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间的距离为10cm，弹簧振子从B运动到C的时间为1s，则下列说法正确的是（）A．当振幅等于4cm时，其周期一定小于2sB．弹簧振子从O运动到C、再从C运动到O的整个过程为一次全振动C．弹簧振子的动能最小时，其势能最大D．弹簧振子的位移最大时，其受到的回复力为03．如图所示，图甲为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（）A．弹簧振子受重力、支持力、弹簧的弹力、回复力B ．0.1s t =时，弹簧振子的位移为2.5cmC ．从0t =到0.2s t =的时间内，弹簧振子的动能持续地增加D ．在0.2s t =与0.6s t =两个时刻，弹簧振子的回复力不相同4．如图，弹簧振子在光滑水平杆上的A 、B 之间做往复运动，下列说法正确的是（ ）A ．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用B ．从A 向O 运动的过程中速度方向向右，逐渐增大C ．振子由A 向O 运动过程中，回复力逐渐增大D ．在振动过程中，小球的机械能守恒5．如图所示，一轻弹簧与质量为m 的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A 、B 间做简谐运动，O 为平衡位置，C 为AO 的中点，已知OC =h ，弹簧的劲度系数为k ，某时刻物体恰好以大小为v 的速度经过C 点并向上运动，则从此刻开始半个周期的时间内，对质量为m 的物体，下列说法正确的是（ ）A ．回复力做功为2mghB ．重力势能减少了2mghC ．速度的变化量大小为0D ．通过A 点时回复力的大小为kh6．如图所示，振子在a ，b 间做简谐运动，O 为平衡位置，设向右为正方向，从某一时刻开始()0t =经过12周期，振子具有负方向最大加速度，下列位移x 与时间t 图像中，能正确反映振子振动情况的是（ ）A．B．C．D．7．如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像。
2025版高考物理总复习14第1讲机械振动教案新人教版
第1讲机械振动一、简谐运动1．概念质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条正弦曲线。
2．回复力(1)定义：使物体返回到平衡位置的力。
(2)方向：时刻指向平衡位置。
(3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力。
3．描述简谐运动的物理量1．表达式(1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。
(2)运动学表达式：x＝A sin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相。
2.图象(1)从平衡位置起先计时，函数表达式为x＝A sinωt，图象如图甲所示。
(2)从最大位移处起先计时，函数表达式为x＝A cosωt，图象如图乙所示。
三、简谐运动的两种模型(1)弹簧质量可忽视(1)摆线为不行伸缩的轻细线1．自由振动、受迫振动和共振由图知当f 驱＝f 0时振幅最大。
(推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
) 1．简谐运动是匀变速运动。
(×)2．简谐运动的回复力与位移大小成正比，方向相同。
(×) 3．单摆在通过平衡位置时，摆球所受合外力为零。
(×) 4．弹簧振子在振动过程中，每周期经过平衡位置两次。
(√) 5．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。
(√) 6．简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。
(×)1．(简谐运动的特征)(多选)一个质点做简谐运动，当它每次经过同一位置时，肯定相同的物理量是( )A ．位移B ．速度C ．加速度D ．动能解析 做简谐运动的质点，具有周期性。
质点每次经过同一位置时，位移肯定相同，A 项正确；由于加速度与位移大小成正比、方向总是相反，所以加速度相同，C 项正确；速度的大小相同，但方向不肯定相同(可能相同，也可能相反)，所以速度不肯定相同，而动能相同，B 项错误，D 项正确。
答案 ACD2．(单摆)做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都变更C ．频率不变、振幅变更D ．频率变更、振幅不变解析 由单摆的周期公式T ＝2πLg可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由E k ＝12mv 2可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，由机械能守恒定律知，在最大位移处重力势能不变，则振幅肯定减小，所以C 项正确。
2019高考物理总复习机械振动、简谐运动回复力练习（1）
2019高考物理总复习机械振动、简谐运动回复力练习（1）回复力 (1)1．做简谐运动的质点在某段时间内，其加速度数值越来越大，则在这段时间内（）A．质点的速度越来越大B．质点正在向平衡位置运动C．质点的速度方向与加速度方向一致D．以上说法都不正确2．关于回复力，下列说法正确的是( )A．回复力是指物体离开平衡位置时受到的指向平衡位置的力B．回复力是按力的作用效果命名的，它可能由弹力提供，也可能由摩擦力提供C．回复力可能是某几个力的合力，也可能是某一个力的分力D．振动物体在平衡位置时，其所受合力为零3．做简谐运动的物体经过A点时，加速度的大小是2 m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3 m/s2，方向指向A 点。
若AB之间的距离是10 cm，它的平衡位置离A点cm。
4．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）A．振子所受回复力逐渐减小 B．振子振幅逐渐减小C．振子速度逐渐减小 D．振子加速度逐渐减小5．做简谐振动的振子在最大位移处时，在下列物理量中，具有最大值的物理量是（）A．动能 B、加速度 C、速度 D、回复力6．一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为m的物体，让其上下振动，振幅为A，当物体运动最高点时，其回复力大小为（）A．mg+kA B．mg- kA C．kA D．kA- mg7．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是（）A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移8．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（）A．可以是恒力B．可以是方向不变而大小变化的力C．可以是大小不变而方向变化的力D．一定是变力9．水平方向振动的弹簧振子做简谐振动的周期为Ｔ，则（）。
2024高考物理一轮复习第34讲机械振动(讲义)(学生版+解析)
第34讲机械振动目录复习目标网络构建考点一简谐运动的基本规律【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 简谐运动的基础知识知识点2 简谐运动的五个特征【提升·必考题型归纳】考向1 简谐运动中各物理量的分析考向2 简谐运动的特征应用考点二简谐运动的公式和图像【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 对简谐运动图像的认识知识点2 由简谐运动图像可获取的信息【提升·必考题型归纳】考向1 从振动图像获取信息考向2 根据条件写出振动方程考点三简谐运动的两类模型【夯基·必备基础知识梳理】知识点弹簧振子模型和单摆模型【提升·必考题型归纳】考向1 弹簧振子模型考向2 单摆模型考点四受迫振动和共振【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 简谐运动、受迫振动和共振的比较知识点2 对共振的理解【提升·必考题型归纳】考向1 受迫振动和共振规律考向2 实际生活中的受迫振动和共振真题感悟1、理解和掌握简谐运动的基本规律和图像。
2、能够利用简谐运动的基本规律处理有关弹簧振子和单摆模型的有关问题。
3、理解和掌握受迫振动和共振。
考点一 简谐运动的基本规律机械振动动量守恒的条件及应用1.简谐运动的基础知识2.简谐运动的五个特征简谐运动的公式和图像1.对简谐运动图像的认识2.由简谐运动图像可获得的信息简谐运动的两类模型1.弹簧振子模型2.单摆模型受迫振动和共振1.受迫振动和共振2.对共振的理解知识点1 简谐运动的基础知识(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从 函数的规律，即它的振动图像(xt 图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。
(2)条件：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向 ，质点的运动就是简谐运动。
(3)平衡位置：物体在振动过程中 为零的位置。
(4)回复力①定义：使物体返回到 的力。
②方向：总是指向 。
③来源：属于 ，可以是某一个力，也可以是几个力的 或某个力的 。
2020高中物理 第一章 机械振动 简谐运动的回复力和能量、单摆试题(提高篇)教科版选修3-4
简谐运动的回复力和能量、单摆(提高篇)一、选择题1．简谐运动的回复力（）．A．可以是恒力 B．可以是方向不变而大小变化的力C．可以是大小不变而方向改变的力 D．一定是变力2．关于振幅，以下说法中正确的是（）．A．物体振动的振幅越大，振动越强烈B．一个确定的振动系统，振幅越大振动系统的能量越大C．振幅越大，物体振动的位移越大D．振幅越大，物体振动的加速度越大3．做简谐运动的振子每次通过同一位置时，相同的物理量是（）．A．速度 B．加速度 C．位移 D．动能4．如图所示，能正确反映做简谐运动的物体所受回复力与位移关系的图像是（）．5．汽车在凹凸不平的道路上前进，车厢上下振动．若在某段时间内，车厢做简谐运动．你坐在车厢内，则车厢振动到何位置时，你感到车座对你的支持力最大（）．A．当振动到最低点时 B．当振动到最高点时C．当向上振动经过平衡位置时 D．当向下振动经过平衡位置时6．做简谐运动的弹簧振子质量为0.2 kg，当它运动到平衡位置左侧20 cm时受到的回复力是4 N；当它运动到平衡位置右侧40 cm时，它的加速度为（）．A．20 m／s2，向右 B．20 m／s2，向左C．40 m／s2，向右 D．40 m／s2，向左7．甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知（）．A．两弹簧振子完全相同B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大D ．振子的振动频率之比，甲∶乙=1∶28．做简谐运动的弹簧振子，振子质量为m ，最大速率为v ，则下列说法中正确的是（ ）． A ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零 B ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是零到212mv 之间的某一个值 C ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是零到2v 之间的某一个值9．如图所示，弹簧上面固定一质量为m 的小球，小球在竖直方向上做振幅为A 的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中（ ）．A ．小球最大动能应等于mgAB ．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C ．弹簧最大弹性势能等于2mgAD ．小球在最低点时的弹力大于2mg10．如图所示，光滑槽的半径R 远大于小球运动弧长．今有两个小球（视为质点）同时由静止释放，其中甲球开始时离圆槽最低点O 点远些，则它们第一次相遇的地点在（ ）．A ．O 点B ．O 点偏左C ．O 点偏右D ．无法确定，因为两小球质量关系未定11．如图所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐运动，则（ ）．A ．当小球每次通过平衡位置时，动能相同B ．当小球每次通过平衡位置时，速度相同C ．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力 相同D ．撤去磁场后，小球摆动周期变大12．一个单摆，在第一个行星上的周期为T1，在第二个行星上的周期为疋，若这两个行星的质量之比为M1∶M2=4∶1，半径之比R1∶R2=2∶1，则（）．A．T1：T2=1∶1 B．T1∶T2=4∶1C．T1：T2=2∶1 D．T1∶T2=1∶213．如图所示，三根细线于O点处打结，A、B端固定在同一水平面上相距为三的两点上，使AOB 成直角三角形，∠BAO=30°，已知OC线长是L，下端C点系着一个小球（直径可忽略）．下列说法中正确的是（）．T=A．让小球在纸面内摆动，周期2T=B．让小球在垂直纸面方向摆动，其周期2T=C．让小球在纸面内摆动，周期2T=D．让小球在垂直纸面内摆动，周期2二、填空题14．如图所示，摆长为L的单摆放在倾角为θ的光滑斜面上，则此单摆的振动周期为________．15．有五组同学用单摆测定重力加速度，各组的实验器材、数据如下表所示．若各组同学实验操作水平一样，那么第________组同学测定的结果最准确．若该组同学根据自己测得的实验数据作出单摆的振动图像，如图所示，那么该同学测出的重力加速度大小是________m／s2．16．如图所示为一单摆及其振动图像，根据图回答：（1）单摆的振幅为________，频率为________，摆长约为________；图中所示周期内位移x最大的时刻为________．（2）若摆球从E指向G为正方向，α为最大摆角，则图像中O、A、B、C点分别对应单摆中________点．一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是一势能增加且速度为正的时间范围是________。
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回复力 (1)
1．做简谐运动的质点在某段时间内，其加速度数值越来越大，则在这段时间内（）A．质点的速度越来越大B．质点正在向平衡位置运动
C．质点的速度方向与加速度方向一致D．以上说法都不正确
2．关于回复力，下列说法正确的是( )
A．回复力是指物体离开平衡位置时受到的指向平衡位置的力
B．回复力是按力的作用效果命名的，它可能由弹力提供，也可能由摩擦力提供
C．回复力可能是某几个力的合力，也可能是某一个力的分力
D．振动物体在平衡位置时，其所受合力为零
3．做简谐运动的物体经过A点时，加速度的大小是2 m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3 m/s2，方向指向A点。
若AB之间的距离是10 cm，它的平衡位置离A点 cm。
4．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）A．振子所受回复力逐渐减小 B．振子振幅逐渐减小
C．振子速度逐渐减小 D．振子加速度逐渐减小
5．做简谐振动的振子在最大位移处时，在下列物理量中，具有最大值的物理量是
（）
A．动能 B、加速度 C、速度 D、回复力
6．一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为m的物体，让其上下振动，振幅为A，当物体运动最高点时，其回复力大小为（）
A．mg+kA B．mg- kA C．kA D．kA- mg
7．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是（）
A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移
C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大
D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
8．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（）
A．可以是恒力
B．可以是方向不变而大小变化的力
C．可以是大小不变而方向变化的力
D．一定是变力
9．水平方向振动的弹簧振子做简谐振动的周期为Ｔ，则（）
Ａ．若在时间Δｔ内，弹力对振子做功为零，则Δｔ一定是Ｔ／2的整数倍
Ｂ．若在时间Δｔ内，弹力对振子做功为零，则Δｔ可能小于Ｔ／2
Ｃ．若在时间Δｔ内，弹力对振子冲量为零，则Δｔ一定是Ｔ的整数倍
Ｄ．若在时间Δｔ内，弹力对振子的冲量为零，则Δｔ可能小于Ｔ／4
10．物体做简谐运动的过程中，有两点A、A′关于平衡位置对称，则物体（）A．在A点和A′点的位移相同B．在两点处的速度可能相同
C．在两点处的加速度可能相同
D．在两点处的动能一定相同
参考答案：
1．答案： C
解析：加速度变大，说明质点在向其平衡位置运动。
2．答案： ABC
解析：由回复力定义可知选项A正确；回复力是物体在振动方向上受到的合力，并不一定是物体所受合力，所以平衡位置是回复力为零的位置，并不一定是合力为零的位置，D选项错误；回复力是效果力，它可以由一个力来提供，也可以由几个力的合力来提供，B、C 选项正确．
3．答案： 4
解析：由题意可知，A、B分别在平衡位置的两侧，设A点离平衡位置x1cm，B点离平衡位置x2cm，
在A点：kx1＝ma1
在B点：kx2＝ma2
两式相除得：
x1/x2＝a1/a2＝2/3
又x1＋x2＝10 cm
得x1＝4 cm，x2＝6 cm。
4．答案： AD
解析：在振子向平衡位置运动的过程中,弹簧的形变量变小，所以所受回复力逐渐减小，加速度逐渐减小，AD对；振子相对平衡位置的位移逐渐减小，B错；振子速度逐渐增大，C 错。
5．答案： BD
解析：振子在最大位移处时，位移最大，回复力F=-kx，所以回复力也最大，则加速度最大，速度和动能均为零。
故选：BD
6．答案： C
7．答案： B
解析：平衡位置是物体可以静止的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关．如乒乓球竖直落在台上的运动是一个机械振动，显然其运动过程的中心位置不是其平衡位置，所以A不正确；位移是以平衡位置为初始点，到物体所在位置的有向线段，位移随时间而变，物体偏离平衡位置最远时，振动物体的位移最大．所以只有选项B 正确．
8．答案： D
解析：根据做简谐运动物体的回复力的特征，回复力与位移成正比，与位移的方向相反，而位移的大小和方向都做周期性变化．
9．答案： BD
10．答案： BD
解析：根据简谐运动的特点可知关于平衡位置的对称点，物体的位移大小相等，但方向相反，选项A错误；物体的速度大小相等，方向可以相同，也可以相反，故选项B正确；物体的加速度大小相等方向相反，选项C错误；由于速度大小相等，动能自然相同，选项D正确。