江蘇省高考物理一輪復(fù)習(xí)精選精練跟蹤練習(xí) 第十二章 第1單元 機(jī)械振動(dòng)

用心 愛心 專心1 第十二章第十二章 第第 1 1 單元單元 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng) 1 1 1 1 蜘蛛雖有蜘蛛雖有 8 8 只眼睛 但視力很差 完全靠感覺來捕食和生活 它的腿能敏捷地只眼睛 但視力很差 完全靠感覺來捕食和生活 它的腿能敏捷地 感覺到絲網(wǎng)的振動(dòng) 當(dāng)絲網(wǎng)的振動(dòng)頻率為感覺到絲網(wǎng)的振動(dòng) 當(dāng)絲網(wǎng)的振動(dòng)頻率為f f 200200 HzHz 左右時(shí) 網(wǎng)的振幅最大 對(duì)于左右時(shí) 網(wǎng)的振幅最大 對(duì)于 落在網(wǎng)上的昆蟲 當(dāng)其翅膀振動(dòng)的頻率為落在網(wǎng)上的昆蟲 當(dāng)其翅膀振動(dòng)的頻率為 HzHz 左右時(shí) 蜘蛛能立即捕捉到左右時(shí) 蜘蛛能立即捕捉到 它 它 2 2 如果該絲網(wǎng)共振時(shí)的最大振幅為如果該絲網(wǎng)共振時(shí)的最大振幅為 0 50 5 cmcm 試定性畫出其共振曲線 試定性畫出其共振曲線 2 2 大海中航行的輪船 受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí) 為了防止傾覆 應(yīng)當(dāng)改變航行方向和 大海中航行的輪船 受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí) 為了防止傾覆 應(yīng)當(dāng)改變航行方向和 使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的 使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的 3 3 彈簧振子以 彈簧振子以O(shè) O點(diǎn)為平衡位置在點(diǎn)為平衡位置在B B C C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) B B C C相距相距 2020 cm cm 某時(shí)刻某時(shí)刻 振子處于振子處于B B點(diǎn) 經(jīng)過點(diǎn) 經(jīng)過 0 50 5 s s 振子首次到達(dá) 振子首次到達(dá)C C點(diǎn) 求 點(diǎn) 求 1 1 振動(dòng)的周期和頻率 振動(dòng)的周期和頻率 2 2 振子在振子在 5 5 s s 內(nèi)通過的路程及內(nèi)通過的路程及 5 5 s s 末的位移大小 末的位移大小 3 3 振子在振子在B B點(diǎn)的加速度大小跟它距點(diǎn)的加速度大小跟它距O O點(diǎn)點(diǎn) 4 4 cmcm 處處P P點(diǎn)的加速度大小的比值 點(diǎn)的加速度大小的比值 4 4 有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來確定氣球的高度 已知該單擺在海平面處的 有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來確定氣球的高度 已知該單擺在海平面處的 周期是周期是T T0 0 當(dāng)氣球停在某一高度時(shí) 測(cè)得該單擺周期為當(dāng)氣球停在某一高度時(shí) 測(cè)得該單擺周期為T T 求該氣球此時(shí)離海平面的求該氣球此時(shí)離海平面的 高度高度h h 把地球看做質(zhì)量均勻分布的半徑為把地球看做質(zhì)量均勻分布的半徑為R R的球體的球體 用心 愛心 專心2 5 5 如圖如圖 1212 1 1 6 6 所示 一個(gè)光滑的圓弧形槽半徑為所示 一個(gè)光滑的圓弧形槽半徑為R R 放在水平 放在水平 地地 面上 圓弧所對(duì)的圓心角小于面上 圓弧所對(duì)的圓心角小于 5 5 ADAD的長(zhǎng)為的長(zhǎng)為x x 今有一小球 今有一小球m m1 1 以以 沿沿ADAD方向的初速度方向的初速度v v從從A A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng) 要使小球點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng) 要使小球m m1 1可以與固定可以與固定 在在 D D點(diǎn)的小球點(diǎn)的小球m m2 2相碰撞 那么小球相碰撞 那么小球m m1 1的速度的速度v v應(yīng)滿足什么條件 應(yīng)滿足什么條件 6 6 如圖 如圖 1212 1 1 7 7 所示的三個(gè)圖線分別是用不同的傳感器測(cè)出的不同物體的振動(dòng)圖所示的三個(gè)圖線分別是用不同的傳感器測(cè)出的不同物體的振動(dòng)圖 線 從三個(gè)圖線可知 這三個(gè)物體振動(dòng)的共同特點(diǎn)是具有線 從三個(gè)圖線可知 這三個(gè)物體振動(dòng)的共同特點(diǎn)是具有 三個(gè)物體中 三個(gè)物體中 最簡(jiǎn)單的振動(dòng)是最簡(jiǎn)單的振動(dòng)是 的振動(dòng) 圖中心臟跳動(dòng)的圖線是某人的心電圖 方格紙每的振動(dòng) 圖中心臟跳動(dòng)的圖線是某人的心電圖 方格紙每 個(gè)小方格的寬度是個(gè)小方格的寬度是 0 50 5 cmcm 心電圖記錄儀拖動(dòng)方格紙的速度是 心電圖記錄儀拖動(dòng)方格紙的速度是 1 81 8 cm scm s 則此人 則此人 的心率是的心率是 次次 分 分 7 7 如圖 如圖 1212 1 1 8 8 所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量物體質(zhì)量的裝置 其中所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量物體質(zhì)量的裝置 其中 P P是光滑水平面 是光滑水平面 N N是質(zhì)量為是質(zhì)量為M M的帶夾子的金屬盒 金屬盒兩的帶夾子的金屬盒 金屬盒兩 端分別連接輕質(zhì)彈簧 端分別連接輕質(zhì)彈簧 Q Q是固定于盒子上的遮光片 利用它和是固定于盒子上的遮光片 利用它和 用心 愛心 專心3 光電計(jì)時(shí)器能測(cè)量金屬盒振動(dòng)時(shí)的頻率 已知彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期光電計(jì)時(shí)器能測(cè)量金屬盒振動(dòng)時(shí)的頻率 已知彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期T T 2 2 其中 其中m m是振子的質(zhì)量 是振子的質(zhì)量 k k 是常數(shù) 當(dāng)空盒振動(dòng)時(shí) 測(cè)得振動(dòng)頻率為是常數(shù) 當(dāng)空盒振動(dòng)時(shí) 測(cè)得振動(dòng)頻率為f f1 1 把一物體 把一物體 m m k k 夾在盒中 并使其振動(dòng)時(shí) 測(cè)得頻率為夾在盒中 并使其振動(dòng)時(shí) 測(cè)得頻率為f f2 2 你認(rèn)為這套裝置能測(cè)量物體的質(zhì)量嗎 如果你認(rèn)為這套裝置能測(cè)量物體的質(zhì)量嗎 如果 不能 請(qǐng)說明理由 若能 請(qǐng)求出被測(cè)物體的質(zhì)量 不能 請(qǐng)說明理由 若能 請(qǐng)求出被測(cè)物體的質(zhì)量 8 8 如圖 如圖 1212 1 1 9 9 甲所示是一個(gè)單擺振動(dòng)的情形 甲所示是一個(gè)單擺振動(dòng)的情形 O O是它的平衡位置 是它的平衡位置 B B C C是擺球所能到是擺球所能到 達(dá)的最遠(yuǎn)位置 設(shè)擺球向右方向運(yùn)動(dòng)為正方向 圖乙所示是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖象 根據(jù)達(dá)的最遠(yuǎn)位置 設(shè)擺球向右方向運(yùn)動(dòng)為正方向 圖乙所示是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖象 根據(jù) 圖象回答 圖象回答 取取 2 2 10 10 1 1 單擺振動(dòng)的頻率是多大 單擺振動(dòng)的頻率是多大 2 2 開始時(shí)刻擺球在何位置 開始時(shí)刻擺球在何位置 3 3 若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹槿舢?dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?1010 m sm s2 2 試求這個(gè)擺的擺長(zhǎng)是多少 試求這個(gè)擺的擺長(zhǎng)是多少 用心 愛心 專心4 9 9 如圖 如圖 1212 1 1 1010 所示 所示 A A B B兩物體的質(zhì)量都為兩物體的質(zhì)量都為m m 拉 拉 A A 物體的細(xì)線與水平方向的夾角為物體的細(xì)線與水平方向的夾角為 30 30 時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài) 時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài) 不考慮摩擦力 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為不考慮摩擦力 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k k 若懸線突然斷若懸線突然斷 開開 后 后 A A在水平面上做周期為在水平面上做周期為T T的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 當(dāng)?shù)暮?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 當(dāng)B B落地落地 時(shí) 時(shí) A A恰好將彈簧壓縮到最短 求 恰好將彈簧壓縮到最短 求 1 1 A A振動(dòng)時(shí)的振幅 振動(dòng)時(shí)的振幅 2 2 B B落地時(shí)的速度 落地時(shí)的速度 用心 愛心 專心5 第十二章第十二章 第第 1 1 單元單元 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng) 參考答案與詳細(xì)解析參考答案與詳細(xì)解析 1 1 解析 解析 1 1 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)物體發(fā)生共振 物體的振幅最當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)物體發(fā)生共振 物體的振幅最 大 故昆蟲翅膀的振動(dòng)頻率應(yīng)為大 故昆蟲翅膀的振動(dòng)頻率應(yīng)為 200200 HzHz 左右 左右 2 2 共振曲線如圖所示 共振曲線如圖所示 答案 答案 1 200 1 200 2 2 見解析圖見解析圖 2 2 解析 風(fēng)浪沖擊力的頻率要遠(yuǎn)離輪船搖擺的頻率才不會(huì)使輪船發(fā)生共振 才能防止 解析 風(fēng)浪沖擊力的頻率要遠(yuǎn)離輪船搖擺的頻率才不會(huì)使輪船發(fā)生共振 才能防止 傾覆 傾覆 答案 速度答案 速度 頻率頻率 3 3 解析 解析 1 1 由題意可知 振子由由題意可知 振子由B B C C經(jīng)過半個(gè)周期 即經(jīng)過半個(gè)周期 即 0 50 5 s s 故 故T T 1 01 0 T T 2 2 s s f f 1 1 Hz Hz 1 1 T T 2 2 振子經(jīng)過振子經(jīng)過 1 1 個(gè)周期通過的路程個(gè)周期通過的路程s s1 1 0 40 4 m m 振子 振子 5 5 s s 內(nèi)振動(dòng)了五個(gè)周期 回到內(nèi)振動(dòng)了五個(gè)周期 回到B B 點(diǎn) 通過的路程 點(diǎn) 通過的路程 s s 5 5s s1 1 2 2 m m 位移位移x x 1010 cmcm 0 10 1 m m 3 3 由由F F kxkx可知 可知 在在B B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí) F FB B k k 0 1 0 1 在在P P點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)F FP P k k 0 04 0 04 用心 愛心 專心6 故故 5 2 5 2 a aB B a aP P F FB B m m F FP P m m 答案 答案 1 1 0 1 1 0 s s 1 01 0 HzHz 2 2 2 2 m m 0 10 1 m m 3 5 2 3 5 2 4 4 解析 根據(jù)單擺周期公式得 解析 根據(jù)單擺周期公式得T T0 0 2 2 T T 2 2 其中 其中l(wèi) l是單擺長(zhǎng)度 是單擺長(zhǎng)度 g g0 0和和g g l l g g0 0 l l g g 分別是兩地點(diǎn)的重力加速度 根據(jù)萬有引力定律公式可得分別是兩地點(diǎn)的重力加速度 根據(jù)萬有引力定律公式可得g g0 0 G G g g G G M M R R2 2 M M R R h h 2 2 由以上各式可解得由以上各式可解得h h 1 1 R R T T T T0 0 答案 答案 1 1 R R T T T T0 0 5 5 解析 把解析 把m m1 1的運(yùn)動(dòng)分成兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 其一是沿的運(yùn)動(dòng)分成兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 其一是沿ADAD方向的勻速運(yùn)方向的勻速運(yùn) 動(dòng) 其二是沿動(dòng) 其二是沿ABAB圓弧的運(yùn)動(dòng) 實(shí)際相當(dāng)于擺長(zhǎng)等于圓弧槽半徑圓弧的運(yùn)動(dòng) 實(shí)際相當(dāng)于擺長(zhǎng)等于圓弧槽半徑 的單擺運(yùn)動(dòng) 的單擺運(yùn)動(dòng) 在在ADAD方向上 方向上 x x vtvt 在在ABAB弧上運(yùn)動(dòng) 等效成單擺運(yùn)動(dòng) 弧上運(yùn)動(dòng) 等效成單擺運(yùn)動(dòng) t t nTnT 又又T T 2 2 R R g g 由由 兩式可得 兩式可得 t t 2 2n n n n 1 2 3 1 2 3 R R g g 代入代入 式得 式得 v v n n 1 2 3 1 2 3 x x t t x x 2 2n n g g R R 答案 答案 v v n n 1 2 3 1 2 3 x x 2 2n n g g R R 6 6 答案 周期性答案 周期性 彈簧振子彈簧振子 67 567 5 7 7 解析 由彈簧振子的周期公式可知 其周期是振子質(zhì)量的函數(shù) 只要知道夾入物體前 解析 由彈簧振子的周期公式可知 其周期是振子質(zhì)量的函數(shù) 只要知道夾入物體前 后振子的周期 就可求出物體的質(zhì)量 后振子的周期 就可求出物體的質(zhì)量 空盒時(shí) 空盒時(shí) T T1 1 2 2 1 1 f f1 1 M M k k 設(shè)物體質(zhì)量為設(shè)物體質(zhì)量為m m 盒內(nèi)裝入物體后 盒內(nèi)裝入物體后 T T2 2 2 2 1 1 f f2 2 M M m m k k 聯(lián)立可解聯(lián)立可解m m M M f f1 12 2 f f2 22 2 f f2 22 2 答案 見解析答案 見解析 用心 愛心 專心7 8 8 解析 解析 1 1 由圖乙可知由圖乙可知T T 0 80 8 s s 則則f f 1 251 25 HzHz 1 1 T T 2 2 由圖乙知 開始時(shí)刻擺球在負(fù)向最大位移處 因向右為正方向 所以開始時(shí)擺球由圖乙知 開始時(shí)刻擺球在負(fù)向最大位移處 因向右為正方向 所以開始時(shí)擺球 應(yīng)在應(yīng)在B B點(diǎn) 點(diǎn) 3 3 由由T T 2 2 得 得 l l 0 16 0 16 m m l l g g g gT T2 2 4 4 2 2 答案 答案 1 1 25 1 1 25 HzHz 2 2 B B點(diǎn)點(diǎn) 3 0 16 3 0 16 m m 9 9 解析 解析 1 1 線斷前 線的拉力線斷前 線的拉力F F mgmg 設(shè)此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)為設(shè)此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)為x x0 0 F Fcos30 cos30 kxkx0 0 得 得x x0 0 3 3m mg g 2 2k k 線斷后 在彈力作用下 線斷后 在彈力作用下 A A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅