高考物理第一輪專題總復(fù)習(xí)34公開課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎(jiǎng)?wù)n件

綱領(lǐng)版·跨越高考

第一輪總復(fù)習(xí)

物理目錄第七單元振動(dòng)和波第35講機(jī)械振動(dòng)第36講機(jī)械波第37講試驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度第38講單元小結(jié)第七單元振動(dòng)和波透析·高考動(dòng)向

考點(diǎn)題型一覽無遺第35講機(jī)械振動(dòng)自主·扎實(shí)基礎(chǔ)

自主預(yù)習(xí)輕松過關(guān)

名師點(diǎn)金機(jī)械振動(dòng)與前面書中所講運(yùn)動(dòng)形式差異較大，有眾多新概念、新原理、新規(guī)律.在本講復(fù)習(xí)中，首先要深刻地了解好新概念定義及相互關(guān)系,然后再掌握好應(yīng)用圖象、公式確定簡諧運(yùn)動(dòng)特征量方法，其中單擺問題在高考中要求較高，包含分組試驗(yàn)，是本講復(fù)習(xí)重點(diǎn).

知識(shí)梳理

一、機(jī)械振動(dòng)1.定義物體(或物體一部分)受回復(fù)力作用在某一中心位置兩側(cè)所做往復(fù)運(yùn)動(dòng).2.產(chǎn)生條件(1)物體離開平衡位置就受到回復(fù)力作用.(2)阻尼足夠小.3.回復(fù)力：指振動(dòng)物體離開平衡位置時(shí)使其返回平衡位置力.回復(fù)力可能是幾個(gè)力協(xié)力，也可能是某一個(gè)力，還可能是某一個(gè)力分力.比如單擺所受回復(fù)力就是重力沿切線方向分力．4.描述振動(dòng)物理量

(1)位移：特指偏離平衡位置位移，可用由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置有向線段表示，是矢量.(2)振幅A：振子離開平衡位置最大距離，是標(biāo)量，反應(yīng)振動(dòng)強(qiáng)弱.(3)全振動(dòng)：振子第一次向右經(jīng)過B點(diǎn)到它下一次再以向右速度經(jīng)過B點(diǎn)，則振子完成一次全振動(dòng).

圖35-1

振子完成一次全振動(dòng)，再次經(jīng)過同一位置時(shí)，其位移、速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能完全相同，其中最主要就是速度相同.(4)周期T和頻率f：物體完成一次全振動(dòng)所需時(shí)間叫周期，而頻率則等于單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)次數(shù)，它們都是表示振動(dòng)快慢物理量.二者關(guān)系為：T=.

當(dāng)T和f是由振動(dòng)系統(tǒng)本身性質(zhì)決定時(shí)(非受迫振動(dòng))，稱為固有周期和固有頻率.

二、簡諧運(yùn)動(dòng)

1.定義物體在與位移大小成正比回復(fù)力作用下振動(dòng).2.受力特征：回復(fù)力F=-kx,其中k為回復(fù)力系數(shù)(不一定為勁度系數(shù)).3.運(yùn)動(dòng)特征：簡諧運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變加速運(yùn)動(dòng)，在平衡位置時(shí)，速度最大；在最大位移處，速度為零.4.能量：對(duì)于兩種經(jīng)典簡諧運(yùn)動(dòng)——單擺和彈簧振子，其振動(dòng)能量與振幅相關(guān)，振幅越大，能量越大.簡諧運(yùn)動(dòng)中只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒.對(duì)于彈簧振子，只有彈簧彈力做功，是動(dòng)能與彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化；對(duì)于單擺，只有重力做功，是動(dòng)能與重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化.

5.簡諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性：若平衡位置左右兩點(diǎn)到平衡位置距離相等，則振子在這兩個(gè)位置時(shí)速度大小、加速度大小、位移大小、動(dòng)能大小、勢(shì)能大小一定相等.

三、單擺

1.回復(fù)力與周期：當(dāng)θ＜10°時(shí)，,即回復(fù)力系數(shù)；T=.其中擺長l指懸點(diǎn)到小球重心距離，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?從公式能夠看出，單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)周期與振幅無關(guān)(等時(shí)性)，與擺球質(zhì)量無關(guān).2.單擺應(yīng)用(1)計(jì)時(shí)器（如擺鐘）；(2)測(cè)重力加速度，g=.3.慣用秒擺周期為2

s，擺長約1

m.

4.對(duì)單擺周期公式了解，必須注意以下幾點(diǎn)：(1)擺長l應(yīng)了解成等效擺長，并不一定是繩長，應(yīng)是指擺動(dòng)圓弧圓心到擺球重心距離.(2)公式中g(shù)有時(shí)可了解為等效重力加速度g′.如帶電擺球處于豎直向下勻強(qiáng)電場中時(shí)，有：g′=.

四、無阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振1.無阻尼振動(dòng)：無能量損失且振幅不變振動(dòng)．2.阻尼振動(dòng)：因?yàn)榻橘|(zhì)阻力作用而使振幅逐步減小振動(dòng).阻尼振動(dòng)系統(tǒng)能量逐步降低.3.受迫振動(dòng)：物體在周期性外力作用下振動(dòng).物體做受迫振動(dòng)時(shí)頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率，與其固有頻率無關(guān).4.共振：共振是一個(gè)特殊受迫振動(dòng).當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率跟物體固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振.受迫振動(dòng)振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f關(guān)系圖象如圖35-2所表示.圖35-25.共振預(yù)防和應(yīng)用要利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力頻率靠近甚至等于振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率.如共振篩、速度計(jì).需要預(yù)防共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率.基礎(chǔ)自測(cè)1.(河北省唐山市高三摸底)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖35-3所表示,下述正確是()A.該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率為4Hz

B.在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過旅程是20cmC.在5s末,速度為零,加速度最大D.在t＝1.5s和t＝4.5s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移大小相等圖35-3【解析】由振動(dòng)圖象可直接得到周期T＝4s，振動(dòng)頻率f==0.25Hz,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.一個(gè)周期內(nèi),簡諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過旅程是4A＝8cm,10s為2.5個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過旅程是20cm,選項(xiàng)B正確.在5s末,質(zhì)點(diǎn)位移最大為2cm,此時(shí)加速度最大,速度為零,選項(xiàng)C正確.在1.5s和4.5s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)位移相等,選項(xiàng)D正確．【答案】BCD2.(廣西南寧二中模擬)圖35-4為某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象,由圖可知,在t1和t2兩時(shí)刻|x1|>|x2|,質(zhì)點(diǎn)速度v1、v2與加速度a1、a2關(guān)系為()A.大小v1<v2,方向相同B.大小v1<v2,方向相反C.大小a1>a2,方向相同D.大小a1>a2,方向相反【解析】在t1時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)向下向平衡位置運(yùn)動(dòng),在t2時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)向下遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng),故速度v1與v2方向相同,因?yàn)閨x1|>|x2|,所以v1<v2,選項(xiàng)A正確；在t1和t2時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置位移方向相反,因而回復(fù)力方向相反,加速度方向相反,但|x1|>|x2|,t1時(shí)刻回復(fù)力大于t2時(shí)刻回復(fù)力,故a1>a2,選項(xiàng)D正確．【答案】AD3.(山西省試驗(yàn)中學(xué)模擬)一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng),圖35-4周期為T,則()A.若t時(shí)刻和(t+Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移大小相等,方向相同,則Δt一定等于T整數(shù)倍B.若t時(shí)刻和(t+Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)速度大小相等,方向相反,則Δt一定等于整數(shù)倍C.若Δt=T,則在t時(shí)刻和(t+Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)加速度一定相等D.若Δt=,則在t時(shí)刻和(t+Δt)時(shí)刻彈簧長度一定相等

【解析】由周期性和對(duì)稱性知：若Δt=T,則t時(shí)刻和(t+Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移、速度、加速度相同,所以選項(xiàng)C正確，而選項(xiàng)A錯(cuò)誤；除t=0外,當(dāng)Δt=

時(shí),t時(shí)刻和(t+Δt)時(shí)刻,彈簧一次處于伸長狀態(tài)一次處于收縮狀態(tài),所以其長度一定不相等,故選項(xiàng)D錯(cuò)；振子往復(fù)經(jīng)過同一位置速度大小相等,方向相反,除往返經(jīng)過平衡位置時(shí)為半個(gè)周期外,其它都不為半個(gè)周期,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.【答案】C4.(重慶八中高三下學(xué)期第三次月考)如圖35-5所表示,質(zhì)量為m物體A放置在質(zhì)量為M物體B上,B與彈簧相連,它們一起在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中A、B之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng).設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k,當(dāng)物體離開平衡位置位移為x時(shí),A、B間摩擦力大小等于()A.0B.kxC.D.圖35-5【解析】當(dāng)物體位移為x時(shí),據(jù)胡克定律和牛頓定律,有F=-kx=(M+m)a，對(duì)A,使A隨B振動(dòng)回復(fù)力只能是B對(duì)A摩擦力.據(jù)牛頓定律有

Ff=ma=,故本題答案選D．

【答案】

Ｄ自主·扎實(shí)基礎(chǔ)

自主預(yù)習(xí)輕松過關(guān)

題型方法

一、簡諧運(yùn)動(dòng)圖象

例1

圖35-6甲為演示簡諧運(yùn)動(dòng)圖象裝置，當(dāng)盛沙漏斗下面薄木板N被勻速拉出時(shí)，擺動(dòng)著漏斗中漏出沙在板上形成曲線顯示出擺位移隨時(shí)間改變關(guān)系.板上OO′代表時(shí)間軸，乙圖是兩個(gè)擺中沙在各自木板上形成

曲線.若板N1和板N2拉動(dòng)速度v1和v2關(guān)系為：v2=2v1，則板N1和板N2上曲線所代表振動(dòng)周期T1和T2關(guān)系為()

A.T2=T1B.T2=2T1

C.T2=4T1D.T2=甲乙圖35-6

【解析】圖甲是演示擺振動(dòng)圖線裝置示意圖，從圖乙中圖線能夠看出，若設(shè)經(jīng)過相等位移s，拉板N1和板N2所用時(shí)間分別為t1和t2，則s=v1t1=v2t2由v2=2v1,得：t2=又從乙圖能夠看出：t1=T1,t2=2T2解得：

2T2=

，即,T2=,故D正確.【答案】D【點(diǎn)評(píng)】由本題可知，簡諧運(yùn)動(dòng)s-t圖象相當(dāng)于把振子運(yùn)動(dòng)軌跡隨時(shí)間拉開，圖中薄板勻速地運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于時(shí)間均勻地流逝.

方法概述1.因?yàn)楹喼C運(yùn)動(dòng)位移隨時(shí)間改變?yōu)檎液瘮?shù)，故s-t圖象為正弦圖線.2.s-t圖象為正弦圖線也能夠經(jīng)過試驗(yàn)（如沙擺等）得到驗(yàn)證.3.從簡諧運(yùn)動(dòng)s-t圖象能夠確定振動(dòng)振幅、周期、各時(shí)刻速度方向、加速度方向.

二、簡諧振運(yùn)動(dòng)中動(dòng)力學(xué)問題

例2如圖35-7甲所表示，A、B兩物體組成彈簧振子，在振動(dòng)過程中A、B一直保持相對(duì)靜止，圖35-7乙中能正確反應(yīng)振動(dòng)過程中A所受摩擦力f與振子位移x關(guān)系圖是（）圖35-7乙【解析】取A、B整體為研究對(duì)象,當(dāng)A、B位移為x時(shí)，由牛頓第二定律可得,A、B加速度取A為研究對(duì)象,有f=mAa故A所受靜摩擦力f=負(fù)號(hào)表示方向與位移x方向相反.

【答案】C

【點(diǎn)評(píng)】①與向心力相同,回復(fù)力是一按效果命名力,能夠由各種性質(zhì)力提供.②經(jīng)過本例也能夠很好地了解回復(fù)力系數(shù)意義.

方法概述1.機(jī)械振動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)條件為回復(fù)力F回=-kx，其中k為回復(fù)力系數(shù).2.回復(fù)力是一個(gè)效果力（類似向心力），任何性質(zhì)力都能夠提供回復(fù)力，能夠是某一個(gè)力單獨(dú)提供，也能夠是幾個(gè)力協(xié)力提供.3.簡諧運(yùn)動(dòng)在振動(dòng)過程中動(dòng)能、勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換，在平衡位置動(dòng)能最大勢(shì)能最小，在最大位移處動(dòng)能為零勢(shì)能最大，總個(gè)過程動(dòng)能與勢(shì)能總量不變.

例3

如圖35-8所表示，彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，若某時(shí)刻一橡皮泥豎直落在振子A上與振子一起振動(dòng)，則關(guān)于振子粘上橡皮泥后振動(dòng)情況，以下說法正確是（）圖35-8A.若橡皮泥在最大位移處落在振子上，則振子振幅不變，經(jīng)過平衡位置速率不變B.若橡皮泥在最大位移處落在振子上，則振子振幅不變，經(jīng)過平衡位置速率變小C.若橡皮泥在平衡位置處落在振子上，則振子振幅不變，經(jīng)過平衡位置速率變小D.若橡皮泥在平衡位置處落在振子上，則振子振幅變小，經(jīng)過平衡位置速率變小

【解析】橡皮泥在最大位移處落在振子上時(shí)，振子機(jī)械能不變，故振幅不變，經(jīng)過平衡位置時(shí)動(dòng)能不變,速率變小，故選項(xiàng)B正確.橡皮泥在平衡位置處落在振子上時(shí)，振子與橡皮泥在水平方向相當(dāng)于一次完全非彈性碰撞，振子機(jī)械能降低.故最大速率變小，振幅變小，故選項(xiàng)D正確.【答案】BD

三、等效單擺問題

例4如圖35-9所表示，三根細(xì)線于O點(diǎn)處打結(jié)，兩根細(xì)線另一端均固定在同一水平面上相距LA、B兩點(diǎn)上，使△AOB成直角三角形，∠BAO=30°.已知OC線長也為L,下端C點(diǎn)系著一個(gè)小球,以下說法正確是()A.讓小球在紙面內(nèi)做簡諧振動(dòng),小球周期Ｔ=B.讓小球在紙面內(nèi)做簡諧振動(dòng),小球周期Ｔ=C.讓小球在垂直紙面方向做簡諧振動(dòng),小球周期Ｔ=D.讓小球在垂直紙面方向做簡諧振動(dòng),小球周期Ｔ=

圖35-9【解析】讓小球在紙面內(nèi)擺動(dòng),在擺角很小時(shí),單擺以O(shè)點(diǎn)為圓心,擺長為L,周期T=2πLg.讓擺球在垂直紙面內(nèi)擺動(dòng),擺球以O(shè)C延長線與AB交點(diǎn)為圓心擺動(dòng),擺長L′=L+

=L+周期為:T′=，故選項(xiàng)A正確.

【答案】A【點(diǎn)評(píng)】處理這類非標(biāo)準(zhǔn)單擺問題關(guān)鍵在于確定單擺圓弧運(yùn)動(dòng)圓心，求出等效擺長.

例5

如圖35-10所表示，單擺甲放在空氣中，周期為T甲；

單擺乙放在光滑斜面上，周期為T乙；單擺丙擺球帶正電荷，放在勻強(qiáng)磁場B中，周期為T丙；單擺丁擺球帶正電荷，放在勻強(qiáng)電場E中，周期為T丁.已知甲、乙、丙、丁四種情況下擺長均相同，那么（）A.T甲＞T乙＞T?。綯丙B.T乙＞T甲=T丙＞T丁C.T丙＞T甲＞T丁＞T乙D.T?。綯甲=T丙＞T乙

圖35-10

【解析】解本題關(guān)鍵是求出等效重力加速度g′.甲圖中單擺周期T甲=乙圖中等效重力加速度為：即T乙=，T乙＞T甲.丙圖中在擺動(dòng)過程中擺球受洛倫茲力一定沿繩方向，只是增大或減小繩張力，并不影響回復(fù)力，故T丙=T甲.丁圖中等效重力加速度,T?。糡甲.

【答案】B【點(diǎn)評(píng)】①單擺置于光滑斜面上、勻強(qiáng)電場中時(shí)因?yàn)榛貜?fù)力不一樣于“經(jīng)典”單擺而使得周期有別.②帶電單擺置于勻強(qiáng)磁場時(shí)，只要擺線不發(fā)生收縮，周期T=不變.

方法概述1.確定等效擺長：等效擺長等于等效懸點(diǎn)到擺球重心距離.2.確定等效重力加速度和周期：找等效平衡位置→

求擺球在等效平衡位置處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)懸線拉力F→得等效重力加速度3.洛倫茲力不影響單擺周期.體驗(yàn)成功1.（天津理綜卷）某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間改變關(guān)系式為x=,則質(zhì)點(diǎn)()A.第1s末與第3s末位移相同B.第1s末與第3s末速度相同C.3s末至5s末位移方向都相同D.3s末至5s末速度方向都相同【解析】由關(guān)系式畫出對(duì)應(yīng)位移—時(shí)間圖象如圖所表示,可知第1s末與第3s末位移相同,選項(xiàng)A正確位移—時(shí)間圖象斜率代表速度,可知第1s末與第3s末速度大小相等,但方向相反,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖象可知,3s末至5s末位移大小相同,方向相反,而速度是大小相同,方向也相同.故選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確.【答案】AD2.(武漢市4月調(diào)考)圖35-10所表示是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)共振曲線,表示振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f關(guān)系,以下說法正確是()A.擺長約為10cmB.擺長約為1mC.若增大擺長,則共振曲線“峰”將向右移動(dòng)圖35-10D.若增大擺長,則共振曲線“峰”將向左移動(dòng)【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率與單擺固有頻率相等時(shí),單擺振幅最大,所以固有頻率為0.5Hz,固有周期為2s,由T=可知擺長約為1m；若增大擺長,則固有頻率減小,共振曲線“峰”將向左移動(dòng).【答案】BD3.(湖北孝感高中檢測(cè)）假如下表中給出是做簡諧運(yùn)動(dòng)物體位移x、速度v與時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，T是振動(dòng)周期，則以下選項(xiàng)正確是（）A.若甲表示位移x，則丙表示對(duì)應(yīng)速度vB.若丁表示位移x，則甲表示對(duì)應(yīng)速度vC.若丙表示位移x，則甲表示對(duì)應(yīng)速度vD.若乙表示位移x，則丙表示對(duì)應(yīng)速度v

【解析】當(dāng)t=0時(shí)，甲位移為零，這時(shí)刻速度為正向最大；當(dāng)時(shí)，甲位移為正向最大，這時(shí)速度為零.由此可見，丙速度改變恰好對(duì)應(yīng)甲位移改變情況.所以A正確.一樣可推出B正確，C、D不正確.【答案】AB4.（云南昆明聯(lián)考）如圖35-11所表示，一根用絕緣材料制成勁度系數(shù)為k輕質(zhì)彈簧，左端固定，右端與質(zhì)量為m、圖35-11帶電荷量為+q小球相連，靜止在光滑、絕緣水平面上.在施加一個(gè)場強(qiáng)為E、方向水平向右勻強(qiáng)電場后，小球開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，那么（）A.小球抵達(dá)最右端時(shí)，彈簧形變量為B.小球做簡諧運(yùn)動(dòng)振幅為C.運(yùn)動(dòng)過程中小球機(jī)械能守恒D.運(yùn)動(dòng)過程中小球電勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能總量不變【解析】加電場后,振子平衡位置在彈簧伸長為處，由簡諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性知振子振幅為,抵達(dá)最右端時(shí)彈簧形變量為.【答案】A5.(北京101中學(xué)模擬)某人在醫(yī)院做了一次心電圖，結(jié)果如圖35-12所表示.假如心電圖儀卷動(dòng)紙帶速度為1.5m/min，圖中方格紙每小格長1mm，則此人心率約為（）A.80次/minB.70次/minC.60次/minD.50次/min【解析】心電圖中相鄰兩峰值之間時(shí)間間隔為心跳周期，故T=，心率f=≈57,故C正確.【答案】C6.(北京西城5月抽測(cè))一砝碼和一輕質(zhì)彈簧組成彈簧振子，如圖35-13甲所表示裝置可用于研究該彈簧振子受迫振動(dòng).勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力，使振子做圖35-12受迫振動(dòng).把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)周期就是驅(qū)動(dòng)力周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)速度就能夠改變驅(qū)動(dòng)力周期.若保持把手不動(dòng)，給砝碼一向下初速度，砝碼便做簡諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象如圖35-13乙所表示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，砝碼振動(dòng)圖象如圖35-13丙所表示.若用T0表示彈簧振子固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力周期，Y表示受迫振動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)振幅，則()乙丙圖35-13圖35-13甲A.由圖象可知T0=4sB.由圖象可知T0=8sC.當(dāng)T在4s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，Y很小D.當(dāng)T在8s附近時(shí)，Y顯著增大;當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，Y很小

【解析】由圖乙可知振子固有周期T0=4s.在驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)度一定前提下，T與T0越相近，振子做受迫振動(dòng)振幅越大；T與T0相差越大，振子做受迫振動(dòng)振幅越小.

【答案】AC金典·預(yù)測(cè)演練

經(jīng)典創(chuàng)新展望高考

1.彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng),在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中()

A.振子所受回復(fù)力逐步增大B.振子位移逐步增大C.振子速度逐步減小D.振子加速度逐步減小

【解析】在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中,易知位移x減??；由F=－kx可知,振子所受回復(fù)力逐步減小；加速度a也在減小；因?yàn)橄蚱胶馕恢眠\(yùn)動(dòng)過程中,加速度和速度方向相同,所以速度v增大.綜上,選項(xiàng)D正確.

【答案】D2.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做機(jī)械振動(dòng).若從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過3s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)(如圖所表示)；再繼續(xù)運(yùn)動(dòng),又經(jīng)過2s它第二次經(jīng)過M點(diǎn)；則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需時(shí)間是()A.8sB.4sC.14sD.【解析】設(shè)圖中a、b兩點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過程最大位移處,若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng),O→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)3s,M→b→M過程歷時(shí)2s，顯然,T＝16s.質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要時(shí)間Δt3＝T-2s＝(16-2)s＝14s,故選項(xiàng)C正確.若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),O→a→O→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)3s,M→b→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)2s，顯然,.質(zhì)點(diǎn)第三次再經(jīng)過M點(diǎn)所需要時(shí)間,故選項(xiàng)D正確.總而言之,該題正確答案是C、D.

【答案】CD3.公路上勻速行駛貨車受一擾動(dòng),車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離板,一段時(shí)間內(nèi)貨物豎直方向振動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng),周期為T,取豎直向上為正方向,以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),即t=0,其振動(dòng)圖象如圖所表示,則()A.時(shí),貨物對(duì)車廂底板壓力最大B.時(shí),貨物對(duì)車廂底板壓力最小C.時(shí),貨物對(duì)車廂底板壓力最大D.時(shí),貨物對(duì)車廂底板壓力最小

【解析】設(shè)貨車總質(zhì)量為M,設(shè)貨車對(duì)車廂壓力為FN,取豎直向上為正方向,在時(shí),從圖象可讀出貨車位移為正最大,說明此時(shí)貨物處于最高處,貨物回復(fù)力向下,含有向下加速度,系統(tǒng)處于失重狀態(tài),此時(shí)有FN<Mg,在時(shí),從圖象可讀出貨車位移為零,說明此時(shí)貨物處于平衡位置,貨物回復(fù)力為零,沒有加速度,此時(shí)有FN=Mg,時(shí),從圖象可讀出貨車位移為負(fù)最大,說明此時(shí)貨物處于最低處,貨物回復(fù)力向上,含有向上加速度,系統(tǒng)處于超重狀態(tài),此時(shí)有FN>Mg，比較上面三種情況,可知,時(shí),貨物對(duì)車廂底板壓力最大,時(shí),貨物對(duì)車廂底板壓力最小,故只有C正確．

【答案】C4.如圖所表示,固定在豎直面內(nèi)光滑圓弧軌道BC所含度數(shù)小于10°,其中O點(diǎn)是圓弧最低點(diǎn),D是OC中點(diǎn).在OC間和OD間分別固定兩個(gè)光滑斜面.現(xiàn)將三個(gè)小球(都可視為質(zhì)點(diǎn))同時(shí)從B、C、D由靜止釋放,分別沿BO圓弧、CO斜面和DO斜面滑動(dòng),它們抵達(dá)O點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間依次是tB、tC、tD,則它們關(guān)系是()A.tB>tC>tDB.tC>tD>tBC.tC>tB>tDD.tC=tD>tB

【解析】由單擺振動(dòng)等時(shí)性,可知沿BO運(yùn)動(dòng)小球經(jīng)歷時(shí)間是,沿CO、DO斜面滑動(dòng)小球經(jīng)歷時(shí)間都是,所以選D.

【答案】D5.如圖甲所表示，彈簧振子在振動(dòng)過程中,振子經(jīng)a、b兩點(diǎn)速度相同,若它從a到b歷時(shí)0.2s,從b再回到a最短時(shí)間為0.4s,則該振子振動(dòng)頻率為()A.1HzB.1.25HzC.2HzD.2.5Hz

【解析】振子經(jīng)a、b兩點(diǎn)速度相同,依據(jù)彈簧振子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),不難判斷a、b兩

點(diǎn)相對(duì)平衡位置(O點(diǎn))一定是對(duì)稱,振子由b經(jīng)O到a所用時(shí)間也是0.2s,因?yàn)椤皬腷再回到a最短時(shí)間是0.4s”,說明振子運(yùn)動(dòng)到b后是第一次回到a點(diǎn),且Ob不是振子最大位移.設(shè)圖乙中c、d為最大位移處,則振子從b經(jīng)c到b歷時(shí)0.2s,同理,振子從a經(jīng)d到a也歷時(shí)0.2s,故該振子周期T=0.8s,依據(jù)周期和頻率互為倒數(shù)關(guān)系,不難確定該振子振動(dòng)頻率為1.25Hz.

【答案】B甲乙6.做簡諧運(yùn)動(dòng)彈簧振子,質(zhì)量為m,最大速率為v.從某時(shí)刻算起,在半個(gè)周期內(nèi)()A.彈力做功一定為零B.彈力做功可能是零到之間某一值C.彈力沖量大小可能是零到2mv之間某一值D.彈力沖量大小一定不為零

【解析】半個(gè)周期初、末兩時(shí)刻動(dòng)能相同，動(dòng)量大小相等,方向相反,所以,半個(gè)周期內(nèi)動(dòng)能改變量為零,彈力做功為零.若半個(gè)周期初時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置,則半個(gè)周期動(dòng)量改變最大為2mv,沖量也最大,為2mv,若半個(gè)周期初時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在最大位移處,則半個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量改變最小，為零,沖量也最小,為零.選項(xiàng)A、C正確．

【答案】AC7.甲、乙兩彈簧振子振動(dòng)圖象如圖所表示,則可知()

A.兩彈簧振子完全相同B.兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度為零時(shí),振子乙速度最大D.振子振動(dòng)頻率之比f甲∶f乙=1∶2

【解析】從圖象中能夠看出,兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,得頻率之比f甲∶f乙=1∶2,選項(xiàng)D正確.彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k相關(guān),周期不一樣,說明兩彈簧振子不一樣,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.因?yàn)閺椈蓜哦认禂?shù)k不一定相同,所以兩振子所受回復(fù)力(F＝kx)最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤.對(duì)簡諧運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析可知,在振子抵達(dá)平衡位置時(shí)位移為零,速度最大；在振子抵達(dá)最大位移處時(shí),速度為零，從圖象中能夠看出，在振子甲抵達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰抵達(dá)平衡位置,所以選項(xiàng)C正確．【答案】CD8.如圖所表示,一水平彈簧振子在光滑水平面上B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置.已知振子由完全相同P、Q兩部分組成,彼此拴接在一起.當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)瞬間,將P拿走,則以后Q運(yùn)動(dòng)和拿走P之前比較有()A.Q振幅增大,經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速率增大B.Q振幅減小,經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速率減小C.Q振幅不變,經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速率增大D.Q振幅不變,經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速率減小【解析】當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)瞬間,振子速度為零,此時(shí)P、Q速度均為零,振子動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)中彈簧彈性勢(shì)能,將P拿走并不影響系統(tǒng)能量,故能量并不改變,所以Q振幅不變,當(dāng)振子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)彈性勢(shì)能又全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,拿走P之前,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為P、Q兩個(gè)物體動(dòng)能,拿走P之后,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為Q物體動(dòng)能,故拿走P之后Q動(dòng)能比拿走P之前Q動(dòng)能大,速率也要增大.所以選C.【答案】C9.將一個(gè)力電傳感器接到計(jì)算機(jī)上,能夠測(cè)量快速改變力.用這種方法測(cè)得某單擺擺動(dòng)過程中懸線上拉力大小隨時(shí)間改變曲線如圖所表示.由此圖線提供信息做出以下判斷：①t＝0.2s時(shí)刻擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)；②t＝1.1s時(shí)擺球正處于最高點(diǎn)；