机械波详细知识点和典型课后习题

简谐运动知识点说明1.弹簧振子(简谐振子)：(1)平衡位置：小球偏离原来静止的位置；(2)弹簧振子：小球在平衡位置附近的往复运动，是一种机械运动，这样的系统叫做弹簧振子。(3)特点：一个不考虑摩擦阻力，不考虑弹簧的质量，不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。2.弹簧振子的位移时间图像弹簧振子的st图像是一条正弦曲线，如图所示。巩固练习：1下列说法中正确的是()A弹簧振子的运动是简谐运动 B简谐运动就是指弹簧振子的运动C简谐运动是匀变速运动 D简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种2简谐运动是下列哪一种运动()A匀变速运动 B匀速直线运动C非匀变速运动 D匀加速直线运动3如图，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是()A振子的位移在减小 B振子的运动方向向左C振子的位移方向向左 D振子的位移大小在增大4一质点做简谐运动，如图所示，在0.2s到0.3s时间内质点的运动情况是A沿负方向运动，且速度不断增大 B沿负方向运动，且位移不断增大C沿正方向运动，且速度不断增大 D沿正方向运动，且加速度不断减小5如图(a)，一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，如图(b)是振子做简谐运动时的位移时间图象则关于振子的加速度随时间的变化规律下列四个图象中正确的是6下图为质点P在04s内的振动图象，下列叙述正确的是()A再过1s，该质点的位移是正向最大B再过1s，该质点的速度方向为正向C再过1s，该质点的加速度方向为正向D再过1s，该质点的速度最大7.如图所示，是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象(xt图)由图可推断，振动系统()A在t1和t3时刻具有相同的速度 B在t3和t4时刻具有相同的速度C在t4和t6时刻具有相同的位移 D在t1和t6时刻具有相同的速度8、如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：质点在第2s末的位移是多少？质点在第2s内的位移是多少？在前4s内的路程是多少？9如图所示，是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)在1.5s和2.5s两个时刻，质点向哪个方向运动？10如图，简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？简谐运动的描述1.简谐运动及其图像。(1)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动1.描述简谐振动的物理量，如图所示：(1)振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，OA=OA。(2)全振动：振子向右通过O点时开始计时，运动到A，然后向左回到O，又继续向左达到A，之后又回到O，这样一个完整的振动过程称为一次全振动。(3)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，符号T表示，单位是秒(s)。(4)频率：单位时间内完成全振动的次数，符号用f表示，且有f=1T，单位是赫兹(Hz)，1Hz=1s-1。(5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，振动越快。(6)相位：用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。2.简谐运动的表达式：x=Asin(t+)。(1)理解：A代表简谐运动的振幅；叫做简谐运动的圆频率，表示简谐运动的快慢，且=2T=2f；(t+)代表简谐运动的相位，是t=0时的相位，称作初相位或初相；两个具有相同频率的简谐运动存在相位差=2-1，我们说2的相位比1超前。(2)变形：x=Asin(2Tt+0)。叫做简谐运动。1、关于简谐运动的频率，下列说法正确的是()A频率越高，振动质点运动的速度越大B频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多C频率是50Hz时，1s内振动物体速度方向改变100次D弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关2、如图所示，为质点的振动图象，下列判断中正确的是()A质点振动周期是8s B振幅是2cmC4s末质点的速度为负，加速度为零 D10s末质点的加速度为正，速度为零3、物体A做简谐运动的振动位移xA3sin(100t)m，物体B做简谐运动的振动位移xB5sin(100t)m.比较A、B的运动()A振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B周期是标量，A、B周期相等为100 sCA振动的频率fA等于B振动的频率fB DA的相位始终超前B的相位4、 一简谐振动的振动方程为：x3sin(5t)，式中位移x的单位是cm，则()A振动的振幅为3cm B振动的频率为2.5HzC振动的初相为 Dt1s时的位移为2cm5做简谐运动的物体，振动周期为2s，物体经过平衡位置时开始计时，那么t1.2s时，物体()A正在做加速运动，加速度的值正在增大B正在做减速运动，加速度的值正在减小C正在做减速运动，加速度的值正在增大D正在做加速运动，加速度的值正在减小6周期为2s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为()A15次，2cmB30次，1cm C15次，1cm D60次，2cm7某振子做简谐运动的表达式为x2sin(2t)cm则该振子的振幅和周期为()A 2cm1s B2cm2s C1cms D以上全错8有一弹簧振子，振幅为0.8 cm，周期为0.5 s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是()Ax8103sin(4t) m Bx8103sin(4t) mCx8101sin(t) m Dx8101sin(t) m9一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz，该质点从平衡位置开始经过2.5s后，位移的大小和经过的路程为()A4cm、10cm B4cm、100cm C0、24cm D0、100cm10一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x后释放让它振动，则先后两次振动的周期和振幅之比分别为()A1111 B1112 C1414 D121211一个简谐运动的振动方程是x5cos(2t)cm，这个振动的最大位移值为_，频率为_，t0.1s时的相位是_，在1s内物体通过的路程是_12根据如图所示的振动图象：(1)算出下列时刻振子对平衡位置的位移t10.5 s；t21.5 s(2)将位移随时间的变化规律写成xAsin(t)的形式并指出振动的初相位是多少？简谐运动的回复力和能量知识点说明：1.简谐运动的回复力：(1)如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动，力的方向总是指向平衡位置，所以称这个力为回复力。(2)大小：F=-kx，k是弹簧的劲度系数，x是小球的位移大小。2.简谐运动的能量：(1)振子速度在变，因而动能在变；弹簧的伸长量在变，弹性势能在变。(2)变化规律：位置AAOOOBB位移的大小最大减小0增大最大速度的大小0增大最大减小0动能0增大最大减小0势能最大减小0增大最大总能(理想化)不变不变不变不变不变总结：A总机械能=任意位置的动能+势能=平衡位置的动能=振幅位置的势能；B弹簧振子在平衡位置的动能越大，振动的能量就越大；振幅越大，振幅位置的势能就越大，振动的能量就越大。1关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是() A可以是恒力 B可以是方向不变而大小变化的力C可以是大小不变而方向改变的力 D一定是变力2关于简谐振动，以下说法中正确的是()A回复力总指向平衡位置 B加速度、速度方向永远一致C在平衡位置加速度、速度均达到最大值D在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零3如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M，若振子运动到B处时将一质量为m的物体轻放到M的上面，且m和M间无相对运动地一起运动，下列叙述正确的是()A振幅不变 B振幅减小 C最大动能不变 D最大动能减少 4 如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连在弹性限度范围内，A和B在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力)，并保持相对静止，则下列说法正确的是()AA和B均做简谐运动B作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比CB对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做正功DB对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力对B不做功5如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是()A重力、支持力、弹簧的弹力 B重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C重力、支持力、回复力、摩擦力 D重力、支持力、摩擦力6关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是()A在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反B在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大D在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小7弹簧振子在做简谐振动的过程中，振子通过平衡位置时()A加速度值最大 B回复力的值最大 C速度值最大 D位移最大8一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动当振动平台处于什么位置时，物体对台面的正压力最大()A当振动平台运动到最高点时B当振动平台向下运动过振动中心点时C当振动平台运动到最低点时D当振动平台向上运动过振动中心点时9做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个()10如图为一弹簧振子的振动图象，由此可知()A在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小D在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大11做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v0，若从某时刻算起，在半个周期内，合外力()A做功一定为0 B做功一定不为0C做功一定是mv D做功可能是0到mv之间的某一个值12甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知()A两振子完全相同 B两振子所受回复力最大值之比为21C振子甲速度为零时，振子乙速度最大 D振子的振动频率之比为2113一弹簧振子的质量为100g，弹簧的劲度系数为k10N/m，将振子拉离平衡位置2cm处放手使其振动，则