2021高中人教版物理(選修3-4)復(fù)習(xí)(講義+課后練習(xí))：振動(dòng)綜合-課后練習(xí)二及詳解

專題：振動(dòng)綜合題一圖為一彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此可知()A．在t1時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最大B．在t2時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最小C．在t3時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最小D．在t4時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最大題二一擺長為的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻開頭計(jì)時(shí)，經(jīng)過，擺球具有負(fù)向最大加速度，下面四個(gè)圖像分別記錄了該單擺從計(jì)時(shí)時(shí)刻開頭到的振動(dòng)圖像，其中正確的是（）題三如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細(xì)線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量。當(dāng)細(xì)線突然斷開后，兩物塊都開頭做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中()A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度題四如圖，是記錄地震裝置的水平擺示意圖。擺球m固定在邊長為、質(zhì)量可忽視的等邊三角形的頂點(diǎn)A處。它的對(duì)邊BC與豎直線成不大的α角。擺球可沿固定軸BC搖擺，則擺球做微小振動(dòng)時(shí)周期為多大?題五用三根長度均為的細(xì)線懸掛一小球，如圖所示，線AO、BO與水平方向的夾角均為30°。把小球垂直于紙面對(duì)外拉開一小角度θ(θ＜5°)，求小球的振動(dòng)周期。題六如圖所示，在質(zhì)量為m0的無下底的木箱頂部用一輕彈簧且掛質(zhì)量為的A、B兩物體，箱子放在水平地面上，平衡后剪斷A，B間的連線，A將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，木箱對(duì)地面的壓力為（）A.B.CD題七簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象可用下述方法畫出：如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆P，讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)，筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動(dòng)圖象。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移正方向，紙帶運(yùn)動(dòng)的距離代表時(shí)間，得到的振動(dòng)圖線如圖乙所示。(1)為什么必需勻速拖動(dòng)紙帶？(2)剛開頭計(jì)時(shí)時(shí)，振子處在什么位置？t＝17s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移是多少？(3)若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2cm/s，振動(dòng)圖象上1、3兩點(diǎn)間的距離是多少？(4)振子在_______s末負(fù)方向速度最大；在_______s末正方向加速度最大；2.5s時(shí)振子正在向________方向運(yùn)動(dòng)。(5)寫出振子的振動(dòng)方程。課后練習(xí)詳解題一答案：B詳解：從圖象的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可以知道此圖是機(jī)械振動(dòng)圖象，將它與機(jī)械波的圖象區(qū)分開，它所描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移，t2和t4是在平衡位置處，t1和t3是在最大位移處，頭腦中應(yīng)毀滅一幅彈簧振子振動(dòng)的實(shí)物圖象，依據(jù)彈簧振子振動(dòng)的特征，彈簧振子在平衡位置時(shí)的速度最大，加速度為零，即彈性力為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大，即彈性力為最大，所以B正確。題二答案：A詳解：?jiǎn)螖[的周期公式：，，說明開頭計(jì)時(shí)時(shí)，小球向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)A正確。題三答案：C詳解：由題意知，在細(xì)線未斷之前兩個(gè)彈簧所受到的彈力是相等的，所以當(dāng)細(xì)線斷開后，甲、乙兩個(gè)物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振幅是相等的，A、B錯(cuò)；兩物塊在平衡位置時(shí)的速度最大，此時(shí)的動(dòng)能等于彈簧剛釋放時(shí)的彈性勢(shì)能，所以甲、乙兩個(gè)物塊的最大動(dòng)能是相等的，而質(zhì)量大的速度小，所以C正確，D錯(cuò)誤。題四答案：詳解：此裝置搖擺時(shí)，形成擺球A以BC為轉(zhuǎn)軸，以紙面上的OA為平衡位置，在近于垂直紙面的向內(nèi)、向外方向上作微小振動(dòng)。這時(shí)擺球A可視為擺長為OA的單擺，其等效擺長為。當(dāng)擺球處在“平衡位置不搖擺”時(shí)，沿等效擺長AO方向的等效擺線的拉力T=mgsinα，即為等效重力G′=mgsinα，故此擺的周期T=題五答案：詳解：此擺可視為擺長為CO′的單擺，其擺長等效為，所以，小球振動(dòng)的周期為題六答案：A詳解：剪斷A、B間的連線瞬間，A的加速度為大小g，方向向上。A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，依據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，在最高點(diǎn)，A的加速度為g，方向向下，彈簧處于原長。地面對(duì)木箱的彈力等于木箱的重力。依據(jù)牛頓第三定律，木箱對(duì)地面的壓力為。題七答案：(1)在勻速條件下，可以用紙帶通過的位移表示時(shí)間(2)左側(cè)最大位移零(3)4cm(4)30或4－x(5)x＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t－\f(π,2)))cm詳解：(1)紙帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由x＝vt知，位移與時(shí)間成正比，因此在勻速條件下，可以用紙帶通過的位移表示時(shí)間。(2)由圖乙可知t＝0時(shí)，振子在平衡位置左側(cè)最大位移處；周期T＝4s，t＝17s時(shí)位移為零。(3)由x＝vt，所以1、3間距x＝2cm/s×2s＝4cm。(4)3s末負(fù)方向速度最大；加速度方向總是指向平衡位置