【三维设计】高三物理一轮 课时跟踪检测41 机械振动.doc

课时跟踪检测(四十一)机 械 振 动高考常考题型：选择题计算题1下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3af固60 hzb60 hzf固70 hzc50 hzf固60 hz d以上三个都不对2一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图象如图1所示。下列关于图2(1)(4)的判断正确的是(选项中v、f、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)() 图1图2a图(1)可作为该物体的vt图象b图(2)可作为该物体的ft图象c图(3)可作为该物体的ft图象d图(4)可作为该物体的at图象3摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t0)，当运动至t 时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象为下图中的()图34.如图4所示，物体a和b用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，a的质量为m，b的质量为m，弹簧的劲度系数为k。当连接a、b的绳突然断开后，物体a将在竖直方向上做简谐运动，则a振动的振幅为()a.b. 图4c. d.5如图5所示是弹簧振子的振动图象，由此图象可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是()图5ax2sin(2.5t)bx2sin(2.5t)cxsin(2.5t) dx2sin 2.5t6(2012江西重点中学联考)如图6所示。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。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 hz。现匀速转动摇把，转速为240 r/min。则() 图6a当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 sb当振子稳定振动时，它的振动频率是4 hzc当转速增大时，弹簧振子的振幅增大d当转速减小时，弹簧振子的振幅增大7(2012上海虹口期未)在上海走时准确的摆钟，随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟()a变慢了，重新校准应减小摆长b变慢了，重新校准应增大摆长c变快了，重新校准应减小摆长d变快了，重新校准应增大摆长8劲度系数为20 n/cm的弹簧振子，它的振动图象如图7所示，在图中a点对应的时刻()a振子所受的弹力大小为0.5 n，方向指向x轴的负方向b振子的速度方向指向x轴的正方向c在04 s内振子做了1.75次全振动 图7d在04 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为09. (2012北京西城期末)如图8所示，长度为l的轻绳上端固定在o点，下端系一小球(小球可以看成质点)。在o点正下方，距o点处的p点固定一颗小钉子。现将小球拉到点a处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。点b是小球运动的最低位置，点c(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置。已知点a与点b之间的高度差为h，hl。a、b、p、o在同一竖直平面内。当地的重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是() 图8a点c与点b高度差小于hb点c与点b高度差等于hc小球摆动的周期等于 d小球摆动的周期等于 10(2012山西太原期末)某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为xa sin t，振动图象如图9所示，下列说法正确的是()图9a弹簧在第1 s末与第3 s末的长度相同b简谐运动的圆频率是 rad/sc第3 s末振子的位移大小为ad从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向发生变化11一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 hz，在t0时，位移是4 cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图象。12弹簧振子以o点为平衡位置，在b、c两点间做简谐运动，在t0时刻，振子从o、b间的p点以速度v向b点运动；在t0.2 s时，振子速度第一次变为v；在t0.5 s时，振子速度第二次变为v。(1)求弹簧振子振动周期t。(2)若b、c之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程。(3)若b、c之间的距离为25 cm。从振子处在平衡位置且向正方向振动开始计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象。答 案课时跟踪检测(四十一) 机 械 振 动1.选c从如图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大。并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢。比较各组数据知f驱在5060 hz范围内时，振幅变化最小，因此，50 hzf固60 hz，即c正确。2选c因为fkx，a，故图(3)可作为ft、at图象；而v随x增大而减小，故vt图象应为图(2)。3选dt 为t，说明此时摆球在平衡位置，且具有负向最大速度，故选项d正确。4选a在物体a振动的平衡位置处，弹簧弹力和a物体重力相等。物体b将a拉至平衡位置以下最大位移x处，故物体a振动的振幅为，a正确。5选d由图象可知：a2 cm，2.5，0。所以x2sin2.5t，d正确。6选bd现匀速转动摇把，转速为240 r/min，驱动力频率为4 hz，周期是0.25 s。当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25 s，振动频率是4 hz，选项a错误b正确；当转速减小时，驱动力频率减小，接近固有频率2 hz，弹簧振子的振幅增大，选项c错误d正确。7选a摆钟随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，重力加速度减小，摆动周期增大，摆钟变慢了，重新校准应减小摆长，选项a正确。8选b由题图可知a在t轴上方，位移x0.25 cm，所以弹力fkx5 n，即弹力大小为5 n，方向指向x轴负方向，选项a不正确；过a点作图象的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故选项b正确；t0、t4 s时刻振子的位移都是最大，且都在t轴的上方，在04 s内完成两次全振动，选项c错误；由于t0时刻和t4 s时刻振子都在最大位移处，所以在04 s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5 cm，在04 s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为240.5 cm4 cm，故选项d错误。综上，应选b。9选bc由机械能守恒定律可知，点c与点b高度差等于h，选项a错误，b正确；由单摆周期公式可知，小球摆动的周期等于 ，选项d错误，c正确。10选abc由振动图象可知，弹簧在第1 s末与第3 s末的位移相同，弹簧长度相同，选项a正确；由振动图象可知，振动周期为8 s，简谐运动的圆频率是 rad/s，选项b正确；第3 s末振子的位移大小为xa sin ta sin(3)a，选项c正确；从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向不发生变化，选项d错误11解析：简谐运动振动方程的一般表示式为xasin(t0)，根据题给条件有：a0.08 m，2f，所以x0.08 sin(t0)m，将t0时x00.04 m代入得0.040.08sin0，解得初相0或0，因为t0时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取0，所求的振动方程为x0.08sin(t)m，对应的振动图象如图所示。答案：x0.08sin(t)m图象见解析12解析：(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示由对称性可得：t0.52 s1.