2011届高考物理第一轮专题总复习课件34

1、大纲版大纲版跨越高考跨越高考第一轮总复习第一轮总复习 物理物理目录目录第七单元振动和波第七单元振动和波第第35讲机讲机 械械 振振 动动第第36讲机械波讲机械波第第37讲实验：用单摆测定重力加讲实验：用单摆测定重力加速度速度第第38讲单讲单 元元 小小 结结 第七单元振动和波第七单元振动和波透析透析高考动向高考动向考点题型一览无遗考点题型一览无遗第第35讲机讲机 械械 振振 动动自主自主夯实基础夯实基础自主预习轻松过关自主预习轻松过关名师点金名师点金机械振动与前面书中所讲的运动形式差别较大，有众多机械振动与前面书中所讲的运动形式差别较大，有众多的新概念、新原理、新规律的新概念、新原理、新规律.

2、在本讲的复习中，首先要深刻地在本讲的复习中，首先要深刻地理解好新概念的定义及相互关系理解好新概念的定义及相互关系,然后再掌握好应用图象、公然后再掌握好应用图象、公式确定简谐运动特征量的方法，其中单摆问题在高考中要求式确定简谐运动特征量的方法，其中单摆问题在高考中要求较高，包含分组实验，是本讲复习的重点较高，包含分组实验，是本讲复习的重点.知识梳理知识梳理一、机械振动一、机械振动 1.定义定义物体物体(或物体的一部分或物体的一部分)受受回复力回复力的作用在某一中心位置的作用在某一中心位置两侧所做的两侧所做的往复运动往复运动. 2.产生条件产生条件(1)物体离开平衡位置就受到物体离开平衡位置就受到

3、回复力回复力作用作用. (2)阻尼阻尼足够小足够小. 3.回复力：指振动物体离开平衡位置时使其返回平衡位回复力：指振动物体离开平衡位置时使其返回平衡位置的力置的力.回复力可能是几个力的合力，也可能是某一个力，还可回复力可能是几个力的合力，也可能是某一个力，还可能是某一个力的分力能是某一个力的分力.例如单摆所受的回复力就是重力例如单摆所受的回复力就是重力沿切线沿切线方向方向的分力的分力 4.描述振动的物理量描述振动的物理量 (1)位移：特指偏离平衡位置的位移，可用由平衡位置位移：特指偏离平衡位置的位移，可用由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段表示，是矢量指向振动质点所在位置的有向线段表示，是

4、矢量.(2)振幅振幅A：振子离开平衡位置的：振子离开平衡位置的最大距离最大距离，是标量，反，是标量，反映振动的强弱映振动的强弱.(3)全振动：振子第一次向右经过全振动：振子第一次向右经过B点到它下一次再以向点到它下一次再以向右的速度经过右的速度经过B点，则振子完成一次全振动点，则振子完成一次全振动. 图图35-1振子完成一次全振动，再次经过同一位置时，其振子完成一次全振动，再次经过同一位置时，其位移位移、速度速度、加速度加速度、动能动能、势能势能完全相同，其中最重要的就是完全相同，其中最重要的就是速速度度相同相同.(4)周期周期T和频率和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫周：物体完成一次全

5、振动所需的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数，它们都期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数，它们都是表示振动快慢的物理量是表示振动快慢的物理量.两者的关系为：两者的关系为：T= .1fx当当T和和f是由振动系统本身的性质决定时是由振动系统本身的性质决定时(非受迫振动非受迫振动)，称为称为固有周期固有周期和和固有频率固有频率.二、简谐运动二、简谐运动1.定义定义物体在与位移大小成正比的回复力作用下的振动物体在与位移大小成正比的回复力作用下的振动.2.受力特征：回复力受力特征：回复力F= -kx,其中其中k为回复力系数为回复力系数(不一定不一定为劲度系数为劲度系数).3.运动特

6、征：简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置运动特征：简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大；在时，速度最大；在最大最大位移处，速度为位移处，速度为零零.4.能量：对于两种典型的简谐运动能量：对于两种典型的简谐运动单摆和弹簧振单摆和弹簧振子，其振动能量与子，其振动能量与振幅振幅有关，振幅越大，能量有关，振幅越大，能量越大越大.简谐运动简谐运动中只有动能和势能的相互转化，中只有动能和势能的相互转化，机械能机械能守恒守恒.对于弹簧振子，对于弹簧振子，只有弹簧弹力做功，是动能与只有弹簧弹力做功，是动能与弹性势能弹性势能的相互转化；对于单的相互转化；对于单摆，只有重力做功，是动能与摆，只有重力做

7、功，是动能与重力势能重力势能的相互转化的相互转化. 5.简谐运动的对称性：若平衡位置左右两点到平衡位置简谐运动的对称性：若平衡位置左右两点到平衡位置的距离相等，则振子在这两个位置时的速度大小、加速度大的距离相等，则振子在这两个位置时的速度大小、加速度大小、位移大小、动能大小、势能大小一定相等小、位移大小、动能大小、势能大小一定相等.三、单摆三、单摆1.回复力与周期：当回复力与周期：当10时，时，,即即回复力系数；回复力系数；T =.其中摆长其中摆长l指指悬点悬点到小球重心的距离，到小球重心的距离，g为当地的重力加为当地的重力加速度速度.从公式可以看出，单摆做简谐运动的周期与从公式可以看出，单摆

8、做简谐运动的周期与振幅振幅无关无关(等时性等时性)，与摆球的，与摆球的质量质量无关无关.2.单摆的应用单摆的应用(1)计时器（如计时器（如摆钟摆钟）；）；(2)测重力加速度，测重力加速度，g= .3.常用的秒摆周期为常用的秒摆周期为2 s，摆长约，摆长约1 m.sin回xF = -mg -mglm gk =ll2g224Tl4.对单摆周期公式的理解，必须注意以下几点：对单摆周期公式的理解，必须注意以下几点：(1)摆长摆长l应理解成等效摆长，并不一定是绳长，应是指摆应理解成等效摆长，并不一定是绳长，应是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离动圆弧的圆心到摆球重心的距离.(2)公式中的公式中的g有时可理

9、解为等效重力加速度有时可理解为等效重力加速度g.如带电摆如带电摆球处于竖直向下的匀强电场中时，有：球处于竖直向下的匀强电场中时，有：g= .四、无阻尼振动、受迫振动和共振四、无阻尼振动、受迫振动和共振1.无阻尼振动：无能量损失且无阻尼振动：无能量损失且振幅振幅不变的振动不变的振动2.阻尼振动：由于介质阻力的作用而使振幅阻尼振动：由于介质阻力的作用而使振幅逐渐减小逐渐减小的的振动振动.阻尼振动系统能量逐渐阻尼振动系统能量逐渐减少减少.3.受迫振动：物体在周期性外力的作用下的振动受迫振动：物体在周期性外力的作用下的振动.物体做物体做受迫振动时的频率等于受迫振动时的频率等于驱动力的频率驱动力的频率，

10、与其，与其固有频率固有频率无关无关.4.共振：共振是一种特殊的受迫振动共振：共振是一种特殊的受迫振动.当驱动力的频率跟当驱动力的频率跟物体的物体的固有频率固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫m g + qEm共振共振.受迫振动的振幅受迫振动的振幅A与驱动力的频率与驱动力的频率f的关系图象如图的关系图象如图35-2所示所示.图图35-25.共振的防止和应用共振的防止和应用要利用共振时，应使驱动力的频率接近甚至等于振动系要利用共振时，应使驱动力的频率接近甚至等于振动系统的固有频率统的固有频率.如共振筛、速度计如共振筛、速度计.需要防止共振时，应使驱动

11、力的频率远离振动系统的固需要防止共振时，应使驱动力的频率远离振动系统的固有频率有频率.基础自测基础自测1.(2009年河北省唐山市高三摸底年河北省唐山市高三摸底)一个质点做简谐运动的一个质点做简谐运动的图象如图图象如图35-3所示所示,下述正确的是下述正确的是 ()A.该质点的振动频率为该质点的振动频率为4 HzB.在在10 s内质点经过的路程是内质点经过的路程是20 cmC.在在5 s末末, ,速度为零速度为零, ,加速度最大加速度最大D.在在t1.5 s和和t4.5 s两时刻质两时刻质点的位移大小相等点的位移大小相等 图图35-3【解析【解析】由振动图象可直接得到周期由振动图象可直接得到周

12、期T4 s，振动频率，振动频率f= =0.25 Hz,故选项故选项A错误错误.一个周期内一个周期内,简谐运动的质点经过简谐运动的质点经过的路程是的路程是4A8 cm,10 s为为2.5个周期个周期,质点经过的路程是质点经过的路程是20 cm,选项选项B正确正确.在在5 s末末,质点位移最大为质点位移最大为2 cm,此时加速度最大此时加速度最大,速速度为零度为零,选项选项C正确正确.在在1.5 s和和4.5 s两时刻两时刻,质点位移相等质点位移相等,选项选项D正确正确 【答案【答案】 BCD2.(2009(2009年广西南宁二中模拟年广西南宁二中模拟) )图图35-4为某一质点的振动为某一质点的

13、振动图象图象,由图可知由图可知,在在t1和和t2两时刻两时刻|x1|x2|,质点速度质点速度v1、v2与加速与加速度度a1、a2的关系为的关系为()1TA.大小大小v1v2,方向相同方向相同B.大小大小v1a2,方向相同方向相同D.大小大小a1a2,方向相反方向相反【解析【解析】在在t1时刻时刻,质点向质点向 下向平衡位置运动下向平衡位置运动,在在t2时刻，质点向下远离平衡位置运动时刻，质点向下远离平衡位置运动,故故速度速度v1与与v2方向相同方向相同,由于由于|x1|x2|,所以所以v1|x2|,t1时刻回复力大于时刻回复力大于t2时刻回复时刻回复力力,故故a1a2,选项选项D正确正确【答案

14、【答案】 AD 3.(2009年山西省实验中学模拟年山西省实验中学模拟)一弹簧振子做简谐运动一弹簧振子做简谐运动,图图35-4周期为周期为T,则则()A.若若t时刻和时刻和(t+t)时刻振子运动位移的大小相等时刻振子运动位移的大小相等,方向相方向相同同,则则t一定等于一定等于T的整数倍的整数倍B.若若t时刻和时刻和(t+t)时刻振子运动速度的大小相等时刻振子运动速度的大小相等,方向相方向相反反,则则t一定等于的整数倍一定等于的整数倍C.若若t=T,则在则在t时刻和时刻和(t+t)时刻振子运动的加速度一定时刻振子运动的加速度一定相等相等D.若若t=,则在则在t时刻和时刻和(t+t)时刻弹簧的长度

15、一定相等时刻弹簧的长度一定相等【解析【解析】由周期性和对称性知：若由周期性和对称性知：若t=T,则则t时刻和时刻和(t+t)时刻振子运动的位移、速度、加速度相同时刻振子运动的位移、速度、加速度相同,因此选项因此选项C正确，正确，而选项而选项A错误；除错误；除t=0外外,当当t= 时时, t时刻和时刻和(t+t)时刻时刻,弹簧一弹簧一次处于伸长状态一次处于收缩状态次处于伸长状态一次处于收缩状态,因此其长度一定不相等因此其长度一定不相等,2T2T2T故选项故选项D错；振子往复经过同一位置的速度大小相等错；振子往复经过同一位置的速度大小相等,方向相方向相反反,除往返经过平衡位置时为半个周期外除往返经

16、过平衡位置时为半个周期外,其它都不为半个周其它都不为半个周期期,故选项故选项B错误错误.【答案【答案】 C4.(2009年重庆八中高三下学期第三次月考年重庆八中高三下学期第三次月考)如图如图35-5所所示示,质量为质量为m的物体的物体A放置在质量为放置在质量为M的物体的物体B上上,B与弹簧相与弹簧相连连,它们一起在光滑水平面上做简谐运动它们一起在光滑水平面上做简谐运动,运动过程中运动过程中A、B之之间无相对运动间无相对运动.设弹簧的劲度系数为设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的当物体离开平衡位置的位移为位移为x时时,A、B间摩擦力的大小等于间摩擦力的大小等于()A.0B.kxC. D.图

17、图35-5mkxMmkxM + m【解析【解析】当物体的位移为当物体的位移为x时时,据胡克定律和牛顿定律据胡克定律和牛顿定律,有有F=-kx=(M+m)a，对，对A,使使A随随B振动的回复力只能是振动的回复力只能是B对对A的摩的摩擦力擦力.据牛顿定律有据牛顿定律有Ff = ma = ,故本题答案选故本题答案选D【答案【答案】 自主自主夯实基础夯实基础自主预习轻松过关自主预习轻松过关题型方法题型方法一、简谐运动的图象一、简谐运动的图象例例1图图35-6甲为演示简谐运动图象的装置，当盛沙漏斗甲为演示简谐运动图象的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板下面的薄木板N被匀速拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在被匀速

18、拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系.板上的板上的OO代表时间轴，乙图是两个摆中的沙在各自木板上形成的代表时间轴，乙图是两个摆中的沙在各自木板上形成的mkxm+M曲线曲线.若板若板N1和板和板N2拉动的速度拉动的速度v1和和v2的关系为：的关系为：v2=2v1，则，则板板N1和板和板N2上曲线所代表的振动周期上曲线所代表的振动周期T1和和T2的关系为的关系为()A.T2=T1B.T2=2T1C.T2=4T1D. T2=甲乙甲乙 图图35-6 【解析【解析】图甲是演示摆振动图线的装置示意图，从图乙图甲是演示摆振动

19、图线的装置示意图，从图乙中的图线可以看出，若设通过相等的位移中的图线可以看出，若设通过相等的位移s，拉板，拉板N1和板和板N2所用的时间分别为所用的时间分别为t1和和t2，则，则s=v1t1=v2t21T4由由v2=2v1,得：得：t2=又从乙图可以看出：又从乙图可以看出：t1=T1,t2=2T2解得：解得： 2T2= ，即，即,T2= ,故故D正确正确.【答案【答案】 D【点评【点评】由本题可知，简谐运动的由本题可知，简谐运动的s-t图象相当于把振子图象相当于把振子的运动轨迹随时间拉开，图中薄板匀速地运动相当于时间均的运动轨迹随时间拉开，图中薄板匀速地运动相当于时间均匀地流逝匀地流逝.方法概

20、述方法概述1.因为简谐运动的位移随时间的变化为正弦函数，故因为简谐运动的位移随时间的变化为正弦函数，故s-t图象为正弦图线图象为正弦图线.2.s-t图象为正弦图线也可以通过实验（如沙摆等）得到图象为正弦图线也可以通过实验（如沙摆等）得到验证验证.1t212T14T3.从简谐运动的从简谐运动的s-t图象可以确定振动的振幅、周期、各图象可以确定振动的振幅、周期、各时刻的速度方向、加速度方向时刻的速度方向、加速度方向.二、简谐振运动中的动力学问题二、简谐振运动中的动力学问题例例2如图如图35-7甲所示，甲所示，A、B两物体组成弹簧振子，在两物体组成弹簧振子，在振动过程中振动过程中A、B始终保持相对静

21、止，图始终保持相对静止，图35-7乙中能正确反映乙中能正确反映振动过程中振动过程中A所受的摩擦力所受的摩擦力f与振子的位移与振子的位移x的关系图的是的关系图的是（）（）图图35-7乙乙【解析【解析】取取A、B整体为研究对象整体为研究对象,当当A、B的位移为的位移为x时，时，由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得,A、B的加速度的加速度取取A为研究对象为研究对象,有有f =mAa故故A所受的静摩擦力所受的静摩擦力f =负号表示方向与位移负号表示方向与位移x的方向相反的方向相反.【答案【答案】C【点评【点评】与向心力相似与向心力相似,回复力是一按效果命名的力回复力是一按效果命名的力,可以由各种性质的

22、力提供可以由各种性质的力提供.通过本例也可以很好地理解回复力系数的意义通过本例也可以很好地理解回复力系数的意义.方法概述方法概述1.机械振动为简谐运动的动力学条件为回复力机械振动为简谐运动的动力学条件为回复力F回回=-kx，其中其中k为回复力系数为回复力系数.ABkxa = -m + mAABkm-xm + m2.回复力是一种效果力（类似向心力），任何性质的力回复力是一种效果力（类似向心力），任何性质的力都可以提供回复力，可以是某一个力单独提供，也可以是几都可以提供回复力，可以是某一个力单独提供，也可以是几个力的合力提供个力的合力提供.3.简谐运动在振动过程中动能、势能相互转换，在平衡简谐运动

23、在振动过程中动能、势能相互转换，在平衡位置动能最大势能最小，在最大位移处动能为零势能最大，位置动能最大势能最小，在最大位移处动能为零势能最大，总个过程动能与势能的总量不变总个过程动能与势能的总量不变.例例3如图如图35-8所示，弹簧振子在光滑水平面上做简谐运所示，弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，若某时刻一橡皮泥竖直落在振子动，若某时刻一橡皮泥竖直落在振子A上与振子一起振动，上与振子一起振动，则关于振子粘上橡皮泥后的振动情况，以下说法正确的是则关于振子粘上橡皮泥后的振动情况，以下说法正确的是（）（）图图35-8A.若橡皮泥在最大位移处落在振子上，则振子振幅不若橡皮泥在最大位移处落在振子上，则振

24、子振幅不变，经过平衡位置的速率不变变，经过平衡位置的速率不变B.若橡皮泥在最大位移处落在振子上，则振子振幅不若橡皮泥在最大位移处落在振子上，则振子振幅不变，经过平衡位置的速率变小变，经过平衡位置的速率变小C.若橡皮泥在平衡位置处落在振子上，则振子振幅不若橡皮泥在平衡位置处落在振子上，则振子振幅不变，经过平衡位置的速率变小变，经过平衡位置的速率变小D.若橡皮泥在平衡位置处落在振子上，则振子振幅变若橡皮泥在平衡位置处落在振子上，则振子振幅变小，经过平衡位置的速率变小小，经过平衡位置的速率变小【解析【解析】橡皮泥在最大位移处落在振子上时，振子机械橡皮泥在最大位移处落在振子上时，振子机械能不变，故振幅

25、不变，经过平衡位置时动能不变能不变，故振幅不变，经过平衡位置时动能不变,速率变小，速率变小，故选项故选项B正确正确.橡皮泥在平衡位置处落在振子上时，振子与橡皮泥在水橡皮泥在平衡位置处落在振子上时，振子与橡皮泥在水平方向相当于一次完全非弹性碰撞，振子的机械能减少平方向相当于一次完全非弹性碰撞，振子的机械能减少.故最故最大速率变小，振幅变小，故选项大速率变小，振幅变小，故选项D正确正确.【答案答案】BD三、等效单摆问题三、等效单摆问题例例4如图如图35-9所示，三根细线于所示，三根细线于O点处打结，两根细线点处打结，两根细线的另一端均固定在同一水平面上相距的另一端均固定在同一水平面上相距L的的A、

26、B两点上，使两点上，使AOB成直角三角形，成直角三角形，BAO=30.已知已知OC线长也为线长也为L,下端下端C点系着一个小球点系着一个小球,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.让小球在纸面内做简谐振动让小球在纸面内做简谐振动,小球的周期小球的周期=B.让小球在纸面内做简谐振动让小球在纸面内做简谐振动,小球的周期小球的周期=C.让小球在垂直纸面方向做简谐振动让小球在垂直纸面方向做简谐振动,小球的周期小球的周期=L2gL2g3L22gD.让小球在垂直纸面方向做简谐让小球在垂直纸面方向做简谐振动振动,小球的周期小球的周期=图图35-9【解析【解析】让小球在纸面内摆动让小球在纸面内摆动,在摆角在

27、摆角很小时很小时,单摆以单摆以O点为圆心点为圆心,摆长为摆长为L,周期周期T=2Lg.让摆球在垂直纸面内摆动让摆球在垂直纸面内摆动,摆球以摆球以OC的延长线与的延长线与AB的交的交点为圆心摆动点为圆心摆动,摆长摆长L=L+ =L+周期为周期为:T= ，故选项，故选项A正确正确.【答案【答案】A【点评【点评】处理此类非标准单摆的问题的关键在于确定单处理此类非标准单摆的问题的关键在于确定单摆圆弧运动的圆心，求出等效摆长摆圆弧运动的圆心，求出等效摆长.例例5如图如图35-10所示，单摆甲放在空气中，周期为所示，单摆甲放在空气中，周期为T甲甲；3L22gocos302L34L(4 +3)24gL单摆乙

28、放在光滑的斜面上，周期为单摆乙放在光滑的斜面上，周期为T乙乙；单摆丙的摆球带正电；单摆丙的摆球带正电荷，放在匀强磁场荷，放在匀强磁场B中，周期为中，周期为T丙丙；单摆丁的摆球带正电；单摆丁的摆球带正电荷，放在匀强电场荷，放在匀强电场E中，周期为中，周期为T丁丁.已知甲、乙、丙、丁四种已知甲、乙、丙、丁四种情况下的摆长均相同，那么（）情况下的摆长均相同，那么（）A.T甲甲T乙乙T丁丁T丙丙B.T乙乙T甲甲=T丙丙T丁丁C.T丙丙T甲甲T丁丁T乙乙D.T丁丁T甲甲=T丙丙T乙乙图图35-10【解析【解析】解本题的关键是求出等效重力加速度解本题的关键是求出等效重力加速度g.甲图中单摆周期甲图中单摆周

29、期T甲甲=乙图中等效重力加速度为：乙图中等效重力加速度为：即即T乙乙= ，T乙乙T甲甲.l2gsinsinmgg = g msinl2g丙图中在摆动过程中摆球受的洛伦兹力一定沿绳方向，丙图中在摆动过程中摆球受的洛伦兹力一定沿绳方向，只是增大或减小绳的张力，并不影响回复力，故只是增大或减小绳的张力，并不影响回复力，故T丙丙=T甲甲.丁图中等效重力加速度丁图中等效重力加速度,T丁丁T甲甲.【答案【答案】B【点评【点评】单摆置于光滑斜面上、匀强电场中时因为回单摆置于光滑斜面上、匀强电场中时因为回复力不同于复力不同于“典型典型”单摆而使得周期有别单摆而使得周期有别.带电单摆置于匀强磁场时，只要摆线不发

30、生收缩，周期带电单摆置于匀强磁场时，只要摆线不发生收缩，周期T=不变不变.方法概述方法概述1.确定等效摆长：等效摆长等于等效悬点到摆球重心的确定等效摆长：等效摆长等于等效悬点到摆球重心的距离距离. 2.确定等效重力加速度和周期：找等效平衡位置确定等效重力加速度和周期：找等效平衡位置mg+qEg =ml2 g求摆球在等效平衡位置处于静止状态时悬线的拉力求摆球在等效平衡位置处于静止状态时悬线的拉力F 得等得等效重力加速度效重力加速度3.洛伦兹力不影响单摆周期洛伦兹力不影响单摆周期.体验成功体验成功 1.（2009年天津理综卷）年天津理综卷）某质点做简谐运动，其位移随某质点做简谐运动，其位移随时间变

31、化的关系式为时间变化的关系式为x =,则质点则质点()A.第第1 s末与第末与第3 s末的位移相同末的位移相同B.第第1 s末与第末与第3 s末的速度相同末的速度相同C.3 s末至末至5 s末的位移方向都相同末的位移方向都相同D.3 s末至末至5 s末的速度方向都相同末的速度方向都相同 【解析【解析】由关系式画出对应的位移由关系式画出对应的位移时间图时间图象如图所示象如图所示,可知第可知第1 s末与第末与第3 s末的位移相同末的位移相同,选项选项A正确正确FLg =T = 2mgsinx = At4sin4At位移位移时间图象的斜率代表速度时间图象的斜率代表速度,可知第可知第1 s末与第末与第

32、3 s末的速度大小相等末的速度大小相等,但方向但方向相反相反,选项选项B错误；由图象可知错误；由图象可知,3 s末至末至5 s末的位移大小相同末的位移大小相同,方向相反方向相反,而速度是而速度是大小相同大小相同,方向也相同方向也相同.故选项故选项C错误、错误、D正确正确. 【答案【答案】AD 2.(2009(2009年武汉市年武汉市4 4月调考月调考) )图图35-10所示是一个单摆做受所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线迫振动时的共振曲线,表示振幅表示振幅A与驱动力的频率与驱动力的频率f的关系的关系,下下列说法正确的是列说法正确的是( )A.摆长约为摆长约为10 cm B.摆长约为摆长约为1

33、 mC.若增大摆长若增大摆长,则共振曲线的则共振曲线的“峰峰”将向右移动将向右移动图图35-10D.若增大摆长若增大摆长,则共振曲线的则共振曲线的“峰峰”将向左移动将向左移动【解析【解析】当驱动力的频率与单摆固有频率相等时当驱动力的频率与单摆固有频率相等时,单摆振单摆振幅最大幅最大,所以固有频率为所以固有频率为0.5Hz,固有周期为固有周期为2s,由由T= 可知可知摆长约为摆长约为1 m；若增大摆长；若增大摆长,则固有频率减小则固有频率减小,共振曲线的共振曲线的“峰峰”将向左移动将向左移动.【答案【答案】BD 3.(2009年湖北孝感高中检测）年湖北孝感高中检测）如果下表中给出的是做简如果下表

34、中给出的是做简谐运动的物体的位移谐运动的物体的位移x、速度、速度v与时间的对应关系，与时间的对应关系，T是振动是振动周期，则下列选项正确的是（）周期，则下列选项正确的是（）A.若甲表示位移若甲表示位移x，则丙表示相应的速度，则丙表示相应的速度vB.若丁表示位移若丁表示位移x，则甲表示相应的速度，则甲表示相应的速度vC.若丙表示位移若丙表示位移x，则甲表示相应的速度，则甲表示相应的速度vl2 gD.若乙表示位移若乙表示位移x，则丙表示相应的速度，则丙表示相应的速度v 【解析【解析】当当t=0时，甲的位移为零，这时刻的速度为正时，甲的位移为零，这时刻的速度为正向最大；当时，甲的位移为正向最大，这时

35、速度为零向最大；当时，甲的位移为正向最大，这时速度为零.由此可见，丙的速度变化正好对应甲的位移变化情况由此可见，丙的速度变化正好对应甲的位移变化情况.所以所以A正确正确.同样可推出同样可推出B正确，正确，C、D不正确不正确.【答案【答案】AB14t =T4.（2009年云南昆明联考）年云南昆明联考）如图如图35-11所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧，左端固定，右端与质量为的轻质弹簧，左端固定，右端与质量为m、图图35-11带电荷量为带电荷量为+q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上.在在施加一个场强为施

36、加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动，那么（）做简谐运动，那么（）A.小球到达最右端时，弹簧的形变量为小球到达最右端时，弹簧的形变量为B.小球做简谐运动的振幅为小球做简谐运动的振幅为C.运动过程中小球的机械能守恒运动过程中小球的机械能守恒D.运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变变 【解析【解析】加电场后加电场后,振子的平衡位置在弹簧伸长为振子的平衡位置在弹簧伸长为处，由简谐运动的对称性知振子的振幅为处，由简谐运动的对称性知振子的振幅为 ,到达最右端时到达最右端时弹簧的形变量为弹

37、簧的形变量为 . 【答案【答案】A 2qEkqEkqEk2qEk2qEk5.(2010年北京年北京101中学模拟中学模拟)某人在医院做了一次心电某人在医院做了一次心电图，结果如图图，结果如图35-12所示所示.如果心电图仪卷动纸带的速度为如果心电图仪卷动纸带的速度为1.5 m/min，图中方格纸每小格长，图中方格纸每小格长1 mm，则此人的心率约为（），则此人的心率约为（）A.80 次次/min B.70 次次/min C.60 次次/minD.50 次次/min【解析【解析】心电图中相邻两峰值之间的时间间隔为心跳的心电图中相邻两峰值之间的时间间隔为心跳的周期，故周期，故T= ，心率，心率f=

38、 57,故故C正确正确.【答案【答案】 C6.(2010北京西城北京西城5月抽测月抽测)一砝码和一轻质弹簧构成弹簧一砝码和一轻质弹簧构成弹簧振子，如图振子，如图35-13甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动振动.匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做0sv1T图图35-12受迫振动受迫振动.把手匀速转动的周期就是驱把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动，若保持把手不动，给砝码一向下

39、的初速度，砝码便做简谐运动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图振动图象如图35-13乙所示乙所示.当把手以某一速度当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图35-13丙所示丙所示.若用若用T0表示弹簧振子的固有周期，表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周表示驱动力的周期，期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()乙丙乙丙图图35-13图图35-13甲甲A.由图象可知由图象可知T0=4sB.由图象可知由图象可知T0=8sC.当当T在在4s附近时，附近时，Y显著

40、增大；当显著增大；当T比比4s小得多或大得小得多或大得多时，多时，Y很小很小D.当当T在在8s附近时，附近时，Y显著增大显著增大;当当T比比4s小得多或大得多小得多或大得多时，时，Y很小很小【解析【解析】由图乙可知振子的固有周期由图乙可知振子的固有周期T0=4s.在驱动力强在驱动力强度一定的前提下，度一定的前提下，T与与T0越相近，振子做受迫振动的振幅越越相近，振子做受迫振动的振幅越大；大；T与与T0相差越大，振子做受迫振动的振幅越小相差越大，振子做受迫振动的振幅越小.【答案【答案】AC金典金典预测演习预测演习经典创新展望高考经典创新展望高考1.弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动弹簧振子在光滑

41、的水平面上做简谐运动,在振子向平衡在振子向平衡位置运动的过程中位置运动的过程中()A.振子所受的回复力逐渐增大振子所受的回复力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减小振子的加速度逐渐减小【解析【解析】在振子向平衡位置运动的过程中在振子向平衡位置运动的过程中,易知位移易知位移x减减小；由小；由F=kx可知可知,振子所受的回复力逐渐减小；加速度振子所受的回复力逐渐减小；加速度a也也在减小；由于向平衡位置运动的过程中在减小；由于向平衡位置运动的过程中,加速度和速度方向相加速度和速度方向相同同,所以速度所以速度v增大增大.综上综上

42、,选项选项D正确正确.【答案【答案】D2.一个质点在平衡位置一个质点在平衡位置O点附近做机械振动点附近做机械振动.若从若从O点开始点开始计时计时,经过经过3 s质点第一次经过质点第一次经过M点点(如图所示如图所示)；再继续运动；再继续运动,又经过又经过2 s它第二次经过它第二次经过M点；则该点；则该质点第三次经过质点第三次经过M点还需的时间是点还需的时间是()A.8 sB.4 sC.14 sD.10s3【解析【解析】设图中设图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻若开始计时时刻,质点从质点从O点向右运动点向右运动,OM运动过程历时运动过程历时3 s

43、,MbM过程历时过程历时2 s，显然，显然,T16 s.质点第三次经质点第三次经过过M点还需要的时间点还需要的时间t3T-2 s(16-2) s14 s,故选项故选项C正确正确.若开始计时时刻质点从若开始计时时刻质点从O点向左运动点向左运动,OaOM运动过程运动过程历时历时3 s,MbM运动过程历时运动过程历时2 s，显然，显然, .质点质点第三次再经过第三次再经过M点所需要的时间点所需要的时间 ,故选项故选项D正正确确.综上所述综上所述,该题的正确答案是该题的正确答案是C、D. 【答案【答案】CD3.公路上匀速行驶的货车受一扰动公路上匀速行驶的货车受一扰动,车上车上货物随车厢底板上下振动但不

44、脱离板货物随车厢底板上下振动但不脱离板,一段时一段时间内货物的竖直方向的振动可视为简谐运动间内货物的竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为周期为T,取竖直向上为正方向取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点以某时刻作为计时起点,即即t=0,其振动图象如图所示其振动图象如图所示,则则()44T= s164 243TT+=s,T = s316102233t =T- s=s- s=sA.时时,货物对车厢底板的压力最大货物对车厢底板的压力最大B.时时,货物对车厢底板的压力最小货物对车厢底板的压力最小C.时时,货物对车厢底板的压力最大货物对车厢底板的压力最大D.时时,货物对车厢底板的压力最小货物对车厢底板

45、的压力最小【解析【解析】设货车的总质量为设货车的总质量为M,设货车对车厢的压力为设货车对车厢的压力为FN,取竖直向上为正方向取竖直向上为正方向,在时在时,从图象可读出货车的位从图象可读出货车的位移为正的最大移为正的最大,说明此时货物处于最高处说明此时货物处于最高处,货物的回复力向下货物的回复力向下,具有向下的加速度具有向下的加速度,系统处于失重状态系统处于失重状态,此时有此时有FNMg，比较上面三种情况比较上面三种情况,可知可知 , 时时,货物货物对车厢底板的压力最大对车厢底板的压力最大,时时,货物对车厢底板的压力最货物对车厢底板的压力最14t=T12t=T34t=T34t=T14t =T14

46、t =T12t =T34t =T14t =T小小,故只有故只有C正确正确【答案【答案】C4.如图所示如图所示,固定在竖直面内的光滑固定在竖直面内的光滑圆弧轨道圆弧轨道BC所含度数小于所含度数小于10,其中其中O点点是圆弧的最低点是圆弧的最低点,D是是OC的中点的中点.在在OC间和间和OD间分别固定两间分别固定两个光滑斜面个光滑斜面.现将三个小球现将三个小球(都可视为质点都可视为质点)同时从同时从B、C、D由由静止释放静止释放,分别沿分别沿BO圆弧、圆弧、CO斜面和斜面和DO斜面滑动斜面滑动,它们到达它们到达O点经历的时间依次是点经历的时间依次是tB 、tC 、tD ,则它们的关系是则它们的关系

47、是()A.tB tC tDB.tC tDtBC.tC tB tDD.tC=tD tB【解析【解析】由单摆振动的等时性由单摆振动的等时性,可知沿可知沿BO运动的小球经运动的小球经历的时间是历的时间是,沿沿CO、DO斜面滑动的小球经历的时间斜面滑动的小球经历的时间都是都是 ,因此选因此选D. 【答案【答案】D42TR=g2Rg5.如图甲所示，弹簧振子在振动过程中如图甲所示，弹簧振子在振动过程中,振子经振子经a、b两点两点的速度相同的速度相同,若它从若它从a到到b历时历时0.2s,从从b再回到再回到a的最短时间为的最短时间为0.4 s,则该振子的振动频率为则该振子的振动频率为()A.1 HzB.1.

48、25 Hz C.2 HzD.2.5 Hz 【解析【解析】振子经振子经a、b两点速度相同两点速度相同,根据弹簧振子的运动特点根据弹簧振子的运动特点,不难判断不难判断a、b两两 点相对平衡位置点相对平衡位置(O点点)一定是对称的一定是对称的,振子由振子由b经经O到到a所用的时所用的时间也是间也是0.2 s,由于由于“从从b再回到再回到a的最短时间是的最短时间是0.4s”,说明振子说明振子运动到运动到b后是第一次回到后是第一次回到a点点,且且Ob不是振子的最大位移不是振子的最大位移.设图设图乙中的乙中的c、d为最大位移处为最大位移处,则振子从则振子从b经经c到到b历时历时0.2s,同理同理,振振子从

49、子从a经经d到到a也历时也历时0.2s,故该振子的周期故该振子的周期T=0.8s,根据周期和频根据周期和频率互为倒数的关系率互为倒数的关系,不难确定该振子的振动频率为不难确定该振子的振动频率为1.25 Hz.【答案【答案】B甲甲乙乙6.做简谐运动的弹簧振子做简谐运动的弹簧振子,质量为质量为m,最大速率为最大速率为v.从某时从某时刻算起刻算起,在半个周期内在半个周期内()A.弹力做的功一定为零弹力做的功一定为零B.弹力做的功可能是零到弹力做的功可能是零到 之间的某一值之间的某一值C.弹力的冲量大小可能是零到弹力的冲量大小可能是零到2mv之间的某一值之间的某一值D.弹力的冲量大小一定不为零弹力的冲

50、量大小一定不为零【解析【解析】半个周期的初、末两时刻动能相同，动量大小半个周期的初、末两时刻动能相同，动量大小相等相等,方向相反方向相反,所以所以,半个周期内动能的改变量为零半个周期内动能的改变量为零,弹力做的弹力做的功为零功为零.若半个周期的初时刻质点正经过平衡位置若半个周期的初时刻质点正经过平衡位置,则半个周则半个周期的动量变化最大为期的动量变化最大为2mv,冲量也最大冲量也最大,为为2mv,若半个周期的初若半个周期的初时刻质点在最大位移处时刻质点在最大位移处,则半个周期内质点动量的变化最小，则半个周期内质点动量的变化最小，为零为零,冲量也最小冲量也最小,为零为零.选项选项A、C正确正确【

51、答案【答案】AC7.甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示,则可知则可知()212mvA.两弹簧振子完全相同两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值两弹簧振子所受回复力最大值之比之比F甲甲 F乙乙=2 1C.振子甲速度为零时振子甲速度为零时,振子乙速度最大振子乙速度最大D.振子的振动频率之比振子的振动频率之比f甲甲 f乙乙=1 2 【解析【解析】从图象中可以看出从图象中可以看出,两弹簧振子周期之比两弹簧振子周期之比T甲甲 T乙乙=2 1,得频率之比得频率之比f甲甲 f乙乙=1 2,选项选项D正确正确.弹簧振子的周期弹簧振子的周期与振子质量、弹簧劲度系数与振

52、子质量、弹簧劲度系数k有关有关,周期不同周期不同,说明两弹簧振子说明两弹簧振子不同不同,选项选项A错误错误.由于弹簧的劲度系数由于弹簧的劲度系数k不一定相同不一定相同,所以两振所以两振子所受回复力子所受回复力(Fkx)的最大值之比的最大值之比F甲甲 F乙乙不一定为不一定为2 1,所所以选项以选项B错误错误.对简谐运动进行分析可知对简谐运动进行分析可知,在振子到达平衡位置在振子到达平衡位置时位移为零时位移为零,速度最大；在振子到达最大位移处时速度最大；在振子到达最大位移处时,速度为速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰到

53、达平衡位置乙恰到达平衡位置,所以选项所以选项C正确正确【答案【答案】CD8.如图所示如图所示,一水平弹簧振子在光滑水平一水平弹簧振子在光滑水平面上的面上的B、C两点间做简谐运动两点间做简谐运动,O为平衡位置为平衡位置.已知振子由完全相同的已知振子由完全相同的P、Q两部分组成两部分组成,彼此拴接在一起彼此拴接在一起.当当振子运动到振子运动到B点的瞬间点的瞬间,将将P拿走拿走,则以后则以后Q的运动和拿走的运动和拿走P之前之前比较有比较有()A.Q的振幅增大的振幅增大,通过通过O点时的速率增大点时的速率增大B.Q的振幅减小的振幅减小,通过通过O点时的速率减小点时的速率减小C.Q的振幅不变的振幅不变,

54、通过通过O点时的速率增大点时的速率增大D.Q的振幅不变的振幅不变,通过通过O点时的速率减小点时的速率减小【解析【解析】当振子运动到当振子运动到B点的瞬间点的瞬间,振子的速度为零振子的速度为零,此时此时P、Q的速度均为零的速度均为零,振子的动能全部转化为系统中弹簧的弹振子的动能全部转化为系统中弹簧的弹性势能性势能,将将P拿走并不影响系统的能量拿走并不影响系统的能量,故能量并不改变故能量并不改变,因此因此Q的振幅不变的振幅不变,当振子通过当振子通过O点时系统的弹性势能又全部转化为点时系统的弹性势能又全部转化为动能动能,拿走拿走P之前之前,弹性势能转化为弹性势能转化为P、Q两个物体的动能两个物体的动

55、能,拿走拿走P之后之后,弹性势能转化为弹性势能转化为Q物体的动能物体的动能,故拿走故拿走P之后之后Q的动能比的动能比拿走拿走P之前之前Q的动能大的动能大,速率也要增大速率也要增大.所以选所以选C.【答案【答案】C 9.将一个力电传感器接到计算机上将一个力电传感器接到计算机上,可以测量快速变化的可以测量快速变化的力力.用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示间变化的曲线如图所示.由此图线提供的信息做出下列判断：由此图线提供的信息做出下列判断：t0.2 s时刻摆球正经过最低点；时刻摆球正经过最低点；t1.1 s时摆球正处于时摆球正处于最高点；最高点；摆球摆动过程中机械能时摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小；而增大时而减小；摆球摆动的周摆球摆动的周期约是期