高中物理专题复习《机械振动和机械波》-第2讲-单摆振动的能量受迫振动与共振省公开课一等奖全国示范课微

第七章：

机械振动和机械波第2讲单摆、振动能量、受迫振动与共振第1页重点难点诠释………………04经典例题剖析………………08适时仿真训练………………13目录第2页重点难点诠释

跟踪练习1已知在单摆a完成10次全振动时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m.则两单摆摆长la与lb分别为()A.la＝2.5m，lb＝0.9mB.la＝0.9m，lb＝2.5mC.la＝2.4m，lb＝4.0mD.la＝4.0m，lb＝2.4m［答案］

B第3页重点难点诠释

跟踪练习2(·上海)在靠近收费口道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直减速带，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动.若某汽车固有频率为1.25Hz，则当该车以

m/s速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为

.

［解析］汽车每经过一个减速带时，减速带都给汽车一个向上力，这个力使汽车上下颠簸，当这个力频率等于汽车固有频率1.25Hz时，汽车发生共振，振动最厉害.所以有，v=xf=10×12.5=12.5m/s.［答案］12.5，共振第4页重点难点诠释

跟踪练习3如图所表示，在一根张紧水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面平面内振动；接着其余各摆也开始振动.以下说法中正确有()A.各摆振动周期与a摆相同

B.各摆振幅大小不一样，c摆振幅最大

C.各摆振动周期不一样，c摆周期最长

D.各摆均做自由振动

［解析］a摆做是自由振动，周期就等于a摆固有周期，其余各摆均做受迫振动，所以振动周期均与a摆相同.c摆与a摆摆长相同，所以c摆所受驱动力频率与其固有频率相等，这么c摆产生共振，故c摆振幅最大.［答案］AB第5页重点难点诠释

跟踪练习4一个单摆在空气中振动，振幅逐步变小，以下说法中正确是()A.机械能逐步转化为其它形式能

B.T+Δt时刻动能一定小于T时刻动能

C.T+Δt时刻势能一定小于T时刻势能

D.后一时刻机械能一定小于前一时刻机械能［答案］AD第6页

例3如图所表示，有一长度为s=1.6m水平轨道AB，在B点处与半径为250m光滑弧形轨道BC相切，A处为一竖直墙壁.一质量为0.99kg木块静止于B处，现有一质量为10g子弹以500m/s水平速度从左边射入木块且未穿出.已知木块与该水平轨道间动摩擦因数μ=0.1，木块与墙壁碰撞无机械能损失，g取10m/s2，求：子弹射入木块后，木块需经多长时间才能停下来？经典例题剖析

［解析］运动时间由tBC和tAB组成，设在AB面上滑行了n个往返，则，而tAB可由动量定理求出,n则可由动能定理求出.第7页经典例题剖析

mv0=(m+M)vv=5

m/sμ(m+M)gtAB=(m+M)vtAB=5

s

解得n＜4，取3，所以，木块在圆弧轨道上跑了4个往返

所以t=tAB+tBC=67.8s.［答案］67.8s第8页

例4如图所表示，一轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与物体A连接，物体A又与一跨过定滑轮不可伸长轻绳一端相连，绳另一端悬挂着物体B，B下面又挂着物体C，A、B、C均处于静止状态.现剪断B和C之间绳子，则A和B将做简谐运动.已知物体A质量为3m，B和C质量均为2m，A和B振动振幅为d.试求：

(1)物体A振动最大速度；

(2)振动过程中，绳对物体B最大拉力和最小拉力.经典例题剖析第9页经典例题剖析

［解析］

(1)绳剪断前，弹簧伸长量为x1，

kx1=mg

剪断后，在振动平衡位置，弹簧压缩x2，

kx2=3mg－2mg

因为x1=x2，两个状态弹性势能相等(振动振幅d=x1+x2)；由机械能守恒定律，有：解得

(2)B振动到最低点时拉力最大，为F1；第10页经典例题剖析B在振动过程最低点：对B有F1－2mg=2ma

对A有3mg+kx1－F1=3ma

解得：F1=2.8mg

振动到最高点时拉力最小为F2，据简谐运动对称性可知：A与B加速度大小仍为a

对B