高考物理一轮复习学案40机械振动

高三物理学案班级姓名40机械振动【自主学习】一、简谐运动及其规律1、两种典型的简谐运动：弹簧振子和单摆。（1）平衡位置O：是物体在振动过程中回复力的位置，是速度的位置。（2）位移x：是振子离开的位移；振子离开平衡位置的最大距离称为。如弹簧振子中，B、C为振子在两端的最大位移，处当弹簧振子位于O点时，位移=；位于B点时，=，方向；位于C点时，=，方向。（3）回复力F：使振动物体总能返回到的力，方向总指向，与物体的位移方向，与位移大小成，即。（4）加速度a：根据，振动物体运动过程中的加速度大小与F成，方向与F。（5）周期T：振动物体完成一次所用的时间。2、基本规律：（1）运动学规律：振子由O到B过程中，速度大小，方向；位移大小，方向；回复力大小，方向；加速度大小，方向；动能，势能。振子由B到O过程中，速度大小，方向；位移大小，方向；回复力大小，方向；加速度大小，方向；动能，势能。（2）周期性与对称性：相隔nT的两个时刻，振子处于，且运动状态。相隔的两个时刻，振子关于平衡位置，且、、、大小，方向。（3）路程：振子经过1T，通过路程为；振子经过T/2，通过路程为；振子经过T/4，通过的路程。3、简谐运动的图象(x-t)和表达式简谐运动的运动学表达式：x=Asin(ωt+φ)如图所示，弹簧振子以O为平衡位置做简谐运动，假设振幅A=2cm，周期T=4s，以向右为正方向。振子向右通过O点时开始计时，画出振动图象，振子做简谐运动的表达式为x=。当振子通过B点时开始计时，画出振动图象，振子做简谐运动的表达式为x=。二、单摆及其周期公式1、单摆：摆线为不可伸长的细线，不计空气阻力，最大摆角。2、周期公式：。三、自由振动与受迫振动的区别：1、自由振动：仅受作用，振动周期（频率）由决定，即固有周期（频率）。2、受迫振动：物体受到作用，将做受迫振动。受迫振动的周期（频率）由决定。3、共振：做受迫振动的物体，当与相等时，物体做受迫振动的振幅达到最大，称为共振。【针对训练】一、单选题1．简谐振动中反映物体振动强弱的物理量是（）A．周期B．频率C．位移D．振幅2．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（）A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值3．如图所示为某物体做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（）A．0.3s时刻与0.5s时刻物体的动能相同B．0.3s时刻与0.5s时刻物体的速度相同C．0.1s时刻与0.3s时刻物体的回复力方向相同D．0.1s时刻与0.3s时刻物体的回复力大小不同5．如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是（）A．t=0.8s时，振子的速度方向向左B．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小6．弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过时，振子第一次经过P点，又经过了，振子第二次经过P点，则到该振子第三次经过P点还需要多长时间（）A．B．C．D．7．如图所示的弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，则下列说法不正确的是（）A．振子的位移增大的过程中，弹力做负功B．振子的速度增大的过程中，弹力做正功C．振子的加速度增大的过程中，弹力做正功D．振子从O点出发到再次回到O点的过程中，弹力做的总功为零8．做简谐运动的单摆，其周期（）A．随摆长的增大而增大 B．随振幅的增大而增大C．随摆球质量的增大而减小 D．随摆球密度的增大而减小9．下图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知甲、乙摆长之比为（）A．1:2B．2:1C．1:1D．2:310．如图所示，A、B、C、D、E五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动。稳定后，下列结论正确的是()A．其它各摆的振动周期与A摆的振动周期相同B．其它各摆的振幅都相等C．其它各摆的振幅不同，D摆的振幅最大D．其它各摆的振动周期不同，E摆周期最大11．某振动系统的共振曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．该振动系统的固有周期为0.3sB．该振动系统的固有频率为0.3HzC．该振动系统做受迫振动时频率一定为0.3HzD．该振动系统做受迫振动发生共振时，驱动力周期一定为0.3s12．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x＝Asinωt，振动图象如图所示，则（）A．弹簧在第1s末与第5s末的长度相同B．简谐运动的频率为HzC．第3s末，弹簧振子的位移大小为AD．第3s末与第5s末弹簧振子的速度方向相同13．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为(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10cmB．质点做简谐运动的周期为8sC．在t=4s时质点的速度最大D．在t=4s时质点的加速度最大14．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系图象如图所示，已知t=0.1s时振子的位移为3cm。则以下说法中正确的是()A．简谐运动的圆频率为B．弹簧振子在第0.4s末与第0.8s末的速度相同C．弹簧振子做简谐运动的位移表达式为cmD．弹簧振子第0.5s末到第0.8s末弹簧振子的路程大于6cm15．一弹簧振子振幅为A，从最大位移处经过时间第一次到达平衡位置，若振子从平衡位置处经过时间时的加速度大小和动能分别为和，而振子位移为时的加速度大小和动能分别为和，则、和、的大小关系为（

）A．， B．，C．， D．，16．竖直轻弹簧固定在水平地面上，质量为m的木块放置在弹簧上并处于静止状态。现用力将木块向下缓慢压一段距离，松手后木块将上下振动。已知木块恰好没有离开弹簧，连续两次通过平衡位置的时间间隔为t0，重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．木块做简谐运动，其振幅为B．木块做简谐运动的周期为t0C．木块在最低点时