高考物理一轮复习 机械振动课时作业34（含解析）.doc

三十四机械振动1(2015北京朝阳区期末)如图所示，一轻弹簧上端固定在天花板上，下端挂一个重为300 n的钩码，静止时弹簧伸长了3 cm.现将钩码竖直向下拉2 cm，然后无初速度释放，使钩码沿竖直方向振动，则钩码所受的最大回复力f及其振动的振幅a分别为()af200 n，a2 cmbf200 n，a3 cmcf300 n，a3 cm df500 n，a5 cm答案：a解析：钩码静止时，是简谐运动的平衡位置，fkxmg，可求得k n/m10 000 n/m，所以当钩码竖直向下拉2 cm时，振幅是a2 cm，当钩码在最大振幅位置时，回复力最大，fkx10 0002102 n200 n，即回复力大小为f200 n，选项a正确，b、c、d错误2(2013上海单科)做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是()a位移 b速度c加速度 d回复力答案：b解析：对于同一位置，位移x总相同，回复力fkx，a，也相同，而速度v经过同一位置时，速度大小相等，方向可能相同，也可能相反，故a、c、d错误，b正确3(2015江西八校联考)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x10sin cm，则下列关于质点运动的说法中正确的是()a质点做简谐运动的振幅为5 cmb质点做简谐运动的周期为4 sc在t4 s时质点的速度最大d在t4 s时质点的位移最大答案：c解析：由x10sin cm可知，a10 cm.由 rad/s得t8 st4 s时，x0，说明质点在平衡位置，此时质点的速度最大，位移为0，所以只有c项正确4如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()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答案：c解析：由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，a、b错误；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以c正确，d错误5(2015上海压轴卷)如图甲所示，弹簧振子以o点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动以向左为正，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知()甲乙at0.2 s时，振子在o点右侧6 cm处bt1.4 s时，振子的速度方向向右ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度相同dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大答案：d解析：t1.4 s时，振子的速度方向向左，所以b错t0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度大小相同，方向相反，所以c错xt图象的斜率代表速度大小t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大，d对6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，振子在o、b间的p点以速度v向b点运动；在t0.20 s时刻，振子的速度第一次变为v；在t0.50 s时刻，振子的速度第二次变为v.(1)求弹簧振子振动的周期t.(2)若b、c之间的距离为25 cm，求振子在4.00 s内通过的路程(3)若b、c之间的距离为25 cm，从平衡位置开始计时，写出弹簧振子的位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象答案：(1)1 s(2)200 cm(3)x12.5sin (2t) cm见解析图解析：(1)画出弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得振子的周期为t0.502 s1 s(2)若b、c之间的距离为25 cm，则振幅为a25 cm12.5 cm振子在4.00 s内通过的路程s4412.5 cm200 cm(3)根据xasin t，a12.5 cm，2得x12.5sin (2t) cm振动图象如图所示 7.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一个常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔p，在下面放一条白纸带，当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带运动方向与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，如图乙所示(1)若匀速拉动纸带的速度为1 m/s，则由图中数据算出振子的振动周期为多少？(2)作出p的振动图象(3)若拉动纸带做匀加速直线运动，且振子振动周期与原来相同由图丙中数据求纸带的加速度答案：(1)0.2 s(2)见解析图(3)1.0 m/s2解析：(1)由题图乙可知，当纸带匀速前进20 cm时，弹簧振子恰好完成一次全振动，由v，可得t s所以t0.2 s.(2)由题图乙可以看出p的振幅为2 cm，振动图象如图所示(3)当纸带做匀加速直线运动时，振子振动周期仍为0.2 s，由丙图可知，两个相邻0.2 s时间内，纸带运动的距离分别为0.21 m、0.25 m，由xat2，得a m/s21.0 m/s2.8如图所示，有一个摆长为l的单摆，现将摆球a拉离平衡位置一个很小的角度，然后由静止释放，a摆至平衡位置p时，恰与静止在p处的b球发生正碰，碰后a继续向右摆动，b球以速度v沿光滑水平面向右运动，与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回，当b球重新回到位置p时恰与a再次相遇，求位置p与墙壁间的距离d.答案：(其中n1,2,3)解析：摆球a做简谐运动，当其与b球发生碰撞后速度改变，但是摆动的周期不变而b球做匀速直线运动，这样，再次相遇的条件为b球来回所需要的时间为单摆半周期的整数倍；2d/vn(t/2)(其中n1,2,3)由单摆周期公式t2得d(其中n1,2,3)9(2013安徽理综)如图所示，质量为m、倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块压缩弹簧使其长度为l时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态重力加速度为g.(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；(2)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；(3)求弹簧的最大伸长量答案：(1)l(2)见解析(3)解析：