2022年高二物理第九章机械振动知识点及习题练习+单元练习.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械振动受 力 特 回复力: F= _物理量:振幅、周期、频率动机简 谐 运运 动 规简谐运动图象是_或 _函数图周期 :T=_ 物 理 模弹簧振子: F= - kx械振阻尼振动无阻尼振动单摆:回复力:F=_ 受迫振动共振三、基础学问 1、简谐运动的概念 简谐运动的定义:_ ;简谐运动的物体的位移 x、回复力 F、加速度 a、速度 v、动能 EK、势能 EP的变化规律:A在争论简谐运动时位移的起点都必需在平稳位置处;B在平稳位置:位移最小、回复力最小、加速度最小;速度最大、动能最大;C在离开平稳位置最远时:_ ;D振动中:留意以上各量的矢量性和
2、对称性;简谐运动机械能守恒,但机械能守恒的振动不肯定时简谐运动;留意: A回复力是成效力;B物体运动到平稳位置不肯定处于平稳状态;C简谐运动定义式F=-Kx中的K不肯定是弹簧的劲度系数;2、总体上描述简谐运动的物理量振幅 A:_称为振幅;它是描述振动_的物理量;它是_量;简谐运动的振幅不变,而位移在时刻变化;周 期 T 和频 率 f : _ 称为周 期 T, 它是 _ 量 ,单位是秒;_ 称为振动频率, 单位是赫兹 ( Hz);周期和频率都是描述 _ T=1/ f ;它们与 _无关,由 _打算,因而以叫 _周 的物理量,它们的关系是:期,或 _频率;3、单摆单摆的概念:在细线的一端拴一个小球,
3、另一端固定在悬点上,球的直径,这样的装置叫单摆;_可忽视,线长远大于单摆的特点:A单摆是实际摆的抱负化,是一个抱负模型; B单摆的等时性,在振幅很小的情形下,单摆的振动周期与_ 无关 ; 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - C单摆的回复力由_ 供应,当最大摆角 100时,单摆的振动是简谐运动,其振动周期 T=_;单摆的应用:A计时器; B测定重力加速度g, g=_. 4、简谐运动的图象简谐运动的图象:以横轴表示时间t ,以纵轴表示位移x,建立坐标系,画出的简谐运动的位移时间图象称为 _图象,也叫 _;都是 _ 曲线振
4、动图象的含义:振动图象表示了 图象的用途:从图象中可以知道:_ 变化的规律A任一个时刻质点的位移 B 振幅 A、周期 T C位移 x、回复力F、加速度a、速度 v、动能 EK、势能 EP在任意时刻的变化趋势及位移x、回复力 F、加速度 a、速度 v 在任意时刻的方向;留意: A简谐运动的图象不是振动质点的轨迹 B 简谐运动的周期性,表达在振动图象上是曲线的重复性简谐运动是一种复杂的非匀变速运动但运动的特点具有简洁的周期性、重复性、对称性所以用图象争论要比用方程要直观、简便5、受迫振动和共振;受迫振动:物体在_ 的振动,其振动频率和固有频率无关,等于_的频率;当受迫振动是无阻尼振动时,振动物体因
5、克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功赐予补充,维护其振幅不变;共振:A共振现象:在受迫振动中,_ 相等时,振幅最大,这种现象称为共振;声音的共振又叫 _;B产生共振的条件是:_;C共振的应用与防止:在需要利用共振时,应使_ ;在需要防止共振时,应使 _ ;四、典型问题 问题 1: 简谐运动中各物理量的变化特点简谐运动涉及到的物理量较多,但都与简谐运动物体相对平稳位置的位移例 1 有一弹簧振子做简谐运动,就()A加速度最大时,速度最大 B 速度最大时,位移最大C位移最大时,回复力最大 D 回复力最大时,加速度最大问题 2:简谐运动的对称性x 存在直接或间接关系:简谐运动的
6、对称性是指振子经过关于平稳位置对称的两位置时,振子的位移、回复力、加速度、速度、动名师归纳总结 能、势能等均是等大(位移、回复力、加速度的方向相反,速度的方向不确定);运动时间也具有对称性,第 2 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 即在平稳位置对称两段位移间运动的时间相等;懂得好对称性这一点对解决有关问题很有帮忙;例 3如下列图;弹簧振子在振动过程中,振子经a、 b 两点的速度相同,如它从a 到 b 历时 0.2s, 从 b 再vb 回到 a 的最短时间为0.4s, 就该振子的振动频率为:A1Hz; B1.25Hz; C2Hz; D2.
7、5Hz. va d a o b c 问题 3:简谐运动的周期性简谐运动具有周期性,其运动周期 时就不易出错;T 的大小由振动系统本身的性质打算;懂得了这一点,在解决相关问题例5有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度;已知该单摆在海平面处的周期是 T0,当气球停在某一高度时,测得该单摆周期为 T;求该气球此时离海平面的高度 h;把地球看作质量匀称分布的半径为R的球体;例6一弹簧振子作简谐运动,周期为 T ,就以下说法中正确选项:A如 t 时刻和 t+ t 时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,就B如 t 时刻和 t+ t 时刻振子运动速度的大小相等、方向相反,就t 肯定等于 T的整数倍
8、;t 肯定等于 T/2 的整数倍;C如t=T,就在 t 时刻和 t+ t 时刻振子运动的加速度肯定相等;D如t=T/2 ,就在 t 时刻和 t+ t 时刻弹簧的长度肯定相等;问题 4:简谐运动图象简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律,联系起来是争论简谐运动的一种好方法;因此将简谐运动图象跟详细运动过程例 7如图,如质点在 A 对应的时刻,就其速度 v、加速度 a 的大小的变化情形为:Av 变大, a 变小 Bv 变小, a 变小Cv 变大, a 变小 Dv 变小, a 变大例 8一水平弹簧振子,规定水平向右为正方向;它的振动图象如下列图,就:A图中 A点对应的时刻,振子所受弹力方向水平向右B
9、图中 A点对应的时刻,振子的速度方向水平向右8 A/cm 0.5 0.75f/Hz C在 0 4s 内振子作了175 次全振动D在 0 4s 内振子通过的路程为035cm,位移为 0 4 0.25o 问题 5:机械振动与机械能综合问题例 10如下列图为一单摆的共振曲线,求:该单摆的摆长约为多少?(近似认为g=2m/s2)共振时摆球的最大速度大小是多少?名师归纳总结 如摆球的质量为50 克,就摆线的最大拉力是多少?第 3 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 问题 6:依据共振的条件分析求解相关问题;例 11如下列图,在一根张紧的水平绳上,悬
10、挂有a、b、c、d、e 五个单摆,让a 摆略偏离平稳位置后无初速释放,在垂直纸面的平面内振动;接着其余各摆也开头振动;以下说法中正确的有:A各摆的振动周期与 a 摆相同B各摆的振幅大小不同,c 摆的振幅最大C各摆的振动周期不同,c 摆的周期最长D各摆均做自由振动例 12如下列图; 曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把, 曲轴可带动弹簧振子上下振动;开头时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为 2Hz. 现匀速转动摇把,转速为 240r/min ;(1)当振子稳固振动时,它的振动周期是多大?(2)转速多大时,弹簧振子的振幅最大?作业 1 简谐运动一、挑选题 每道题 7 分, 共 84 分 1.A 关
11、于回复力 , 以下说法正确选项 A. 回复力肯定是物体受到的合外力B. 回复力只能是弹簧的弹力供应C.回复力是依据力的作用成效命名的D.回复力总是指向平稳位置 答案 : CD 2.A 以下的运动属于简谐运动的是 A. 活塞在气缸中的往复运动B. 拍皮球时 , 皮球的上下往复运动C.音叉叉股的振动D.小球在左右对称的两个斜面上来回滚动 答案 : C 3.A 一质点做简谐运动 , 当位移为正的最大值时 , 质点的 A. 速度为正的最大值 , 加速度为零 B. 速度为负的最大值 , 加速度为零C.速度为零 , 加速度为正的最大值 D.速度为零 , 加速度为负的最大值 答案 : D 4.A 关于简谐运
12、动的位移、加速度和速度的关系 , 正确的说法是 A. 位移减小时 , 加速度增大 , 速度增大名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - B. 位移方向总和加速度方向相反, 和速度方向相同,T 是振动的周期 , 就以下选项中T C.物体的速度增大时, 加速度肯定减小D.物体向平稳位置运动时, 速度方向和位移方向相同答案 : C 5.A 下表中给出的是做简谐运动物体的位移x 或速度 v 与时刻的对应关系正确选项 0 1T1T3T424甲零正向最大零负向最大零乙零负向最大零 正向最大零丙正向最大零负向最大零正向最大丁负向最大零正
13、向最大零负向最大A. 如甲表示位移x, 就丙表示相应的速度v B. 如乙表示位移x, 就丙表示相应的速度v C.如丙表示位移x, 就甲表示相应的速度v D.如丁表示位移x, 就甲表示相应的速度v 答案 : AD 6.B 关于简谐运动中的平稳位置, 以下说法正确选项 A. 平稳位置就是物体所受合外力为零的位置B. 平稳位置就是加速度为零的位置名师归纳总结 C.平稳位置就是回复力为零的位置D.平稳位置就是受力平稳的位置答案 : C , 物体对7.B 一平台沿竖直方向做简谐运动, 一物体置于平台上随台一起运动, 当振动平台处于什么位置时台面的压力最大 第 5 页,共 21 页A. 振动平台在最高位置
14、时B. 振动平台向下振动经过平稳位置时C.振动平台在最低位置时D.振动平台向上运动经过平稳位置时答案 : C 8.B 简谐运动是以下哪一种运动 A. 匀速直线运动B. 匀加速运动 C.匀变速运动D.变加速运动 答案 : D 9.B 做简谐运动的物体每次经过同一位置时, 肯定相同的物理量是 A. 速度B. 位移C. 回复力D.加速度 答案 : BCD 10.B 对于弹簧振子 , 其回复力和位移的关系, 在下图中正确选项 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 答案 : C 11.C 对简谐运动的回复力 F=-kx 的懂得 , 正确选项 A.k 只表示弹簧的劲度
15、系数 B. 式中负号表示回复力总是负值C.位移 x 是相对平稳位置的位移 D.回复力只随位移变化 , 不随时间变化 答案 : C 12.C 弹簧振子的质量是 0.2kg, 在水平方向做简谐运动 , 当它运动到平稳位置左侧 x 1=2cm的位置时 , 受到的回复力大小 F1=4N,就当它运动到平稳位置右侧 x2=4cm的位置时 , 它的加速度是 A.20m/s 2, 方向向左 B20m/s 2, 方向向右C.40m/s 2, 方向向左 D.40m/s 2, 方向向右 答案 : C 二、运算题 共 16 分13.C 试证明 : 用轻弹簧悬挂一个振子 , 让它在竖直方向振动起来 , 在弹性限度内 ,
16、 振子是做简谐运动 . 如图 答案 : 设振子的平稳位置为 O,令向下为正方向 , 此时弹簧的形变为 x0, 根据胡克定律及平稳条件有 mg-kx0=0. 当振子向下偏离平稳位置 x 时, 有 F=mg-kx+x 0 整理可得 F=-kx 紧扣简谐运动特点及对称性 故重物的振动满意简谐运动的条件作业 2 振幅、周期和频率一、挑选题 每道题 6 分, 共 60 分 1.A 关于弹簧振子所处的位置和通过的路程, 以下说法正确选项 A. 运动一个周期后位置肯定不变, 通过的路程肯定是振幅的4 倍B. 运动半个周期后位置肯定不变, 通过的路程肯定是振幅的2 倍C.运动1 周期后位置可能不变 4, 路程
17、不肯定等于振幅D.运动一段后如位置不变, 通过的路程肯定是4A 答案 : AC 2.A 关于简谐运动的下述各物理量, 说法正确选项 A. 振幅是由平稳位置指向最大位移处的矢量 C.振幅越大 , 周期越长B. 周期和频率的乘积为一常量 D.振幅越小 , 频率越大 答案 : B 名师归纳总结 3.A 关于振幅的各种说法正确选项 第 6 页,共 21 页A. 振幅是振子离开平稳位置的最大距离 B.振幅大小表示振动能量的大小C.振幅越大 , 振动周期越长D.振幅增大 , 振动物体最大加速度也增大答案 : AD 4.A 一弹簧振子 , 使其离开平稳位置2cm,由静止开头释放, 如 t=0.1s时, 第一
18、次回到平稳位置, 就以下说法中正确选项 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A. 振子的振动周期为0.4s B.1s内振子通过的路程是20cm C.t 1=0.05s, 与 t 2=0.15s 时刻 , 振子速度相同 , 加速度相同D.t1=0.05s 与 t2=0.35s 时刻 , 振子动量反向 , 弹簧长度相等 答案 : ABD 名师归纳总结 - - - - - - -5.B 在 1min 内, 甲振动 30 次, 乙振动 75 次 , 就 A. 甲的周期为0.5s, 乙的周期为0.8s B. 甲的周期为2s, 乙的周期为1.25s C.甲的频率为0
19、.5Hz, 乙的频率为1.25Hz D甲的频率为2Hz, 乙的频率为0.8Hz 答案 : C 6.B 如下列图 , 弹簧振子在A、B 之间做简谐运动,O 为平稳位置 ,A 、B 间的距离为20cm,由 A 运动到 B 的最短时间为1s, 就下述说法正确选项 A. 从 0 到 A再到 O振子完成一次全振动 B.振子的周期是1s, 振幅是 20cm C.振子完成两次全振动所通过的路程是40cmD.从 O开头经过 2s 时, 振子对平稳位置的位移为零答案 : D 7.B 弹簧振子做简谐运动时, 从振子经过某一位置A 开头计时 , 就 A. 当振子再次与零时刻速度相同时, 所用的时间肯定是一个周期B.
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- 2022 年高 物理 第九 机械振动 知识点 习题 练习 单元
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