高中的高考機械振動及機械波專題總結(jié)復(fù)習(xí)高中的高考機械振動及機械波專題總結(jié)復(fù)習(xí)高中的高考機械振動及機械波專題總結(jié)復(fù)習(xí)機械振動和機械波專題一描述振動的看法課前練習(xí)1．關(guān)于振幅的以下表達中，正確的選項是．振幅是振動物體走開平衡地址的最大距離．振幅是表示振動強弱的物理量，振幅越大，振動的能量越大C．做簡諧振動的質(zhì)點在一個周期內(nèi)經(jīng)過的行程等于4倍振幅．振幅越大，完成一次全振動的時間越長2．質(zhì)點做簡諧運動，從質(zhì)點經(jīng)過某一地址時開始計時，以下說法正確的選項是．當(dāng)質(zhì)點再次經(jīng)過此地址時，經(jīng)過的時間為一個周期B．當(dāng)質(zhì)點的速度再次與零時辰的速度相同時，經(jīng)過的時間為一個周期C．當(dāng)質(zhì)點加速度再次與零時辰的加速度相同時，經(jīng)過的時間為一個周期D．當(dāng)質(zhì)點經(jīng)過的行程為振幅的4倍時，經(jīng)過的時間為一個周期3．以下說法中正確的選項是．實質(zhì)的自由振動必然是阻尼振動．在外力作用下的振動是受迫振動C．阻尼振動的振幅越來越?。芷日駝永喂毯蟮念l率與自己物理條件沒關(guān)知識要點1．機械振動：指物體(或物體的一部分),在某一地址(平衡地址)兩側(cè)所作的往來運動。2．回復(fù)力：使物體回到平衡地址的合力?；貜?fù)力與向心力相同,都是依照其作用的收效命名的。3．全振動：振動物體完好恢還原來的運動狀態(tài)所需要的最短過程叫一次全振動，也是物體連續(xù)經(jīng)過四倍振幅的振動，物體完成一次全振動位移、速度恢復(fù)到原值。4．振動的位移：指由平衡地址指向振子所在處的有向線段。5．振幅A：物體走開平衡地址的最大距離，等于位移的最大值。振幅是表示物體振動的強弱（或振動的能量的大小）的物理量。6．周期T：振動物體完成一次全振動所需要的時間；頻率是周期的倒數(shù)。周期和頻率都是表示振動快慢的物理量。7．受迫振動：物體在周期性的驅(qū)動力的作用下的振動。受迫振動的頻率跟物體的固有頻率沒關(guān)，等于驅(qū)動力的頻率。在受迫振動中，驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。8．振幅越來越小的振動叫做阻尼振動。振幅保持不變的振動即等幅振動，叫做無阻尼振動。問題導(dǎo)引經(jīng)過本節(jié)的復(fù)習(xí)，你要牢固掌握有關(guān)振動的看法，為后邊復(fù)習(xí)簡諧運動的規(guī)律作好準(zhǔn)備。例１關(guān)于單擺，以下說法中正確的選項是A．?dāng)[球運動的回復(fù)力是擺線張力和重力的合力B．?dāng)[球在運動過程中經(jīng)過軌跡上的同一點，加速度是不變的7-1-1C．?dāng)[球在運動過程中加速度的方向向來指向平衡地址D．?dāng)[球經(jīng)過平衡地址時，加速度為零解析擺球受力情況如圖7-1-1所示，擺球所受重力的法向重量與擺線張力的合力供應(yīng)了擺球沿圓弧運動的向心力，重力的切向重量即擺球作簡諧運動的回復(fù)力，所以（Ａ）答案不正確。在最大位移處，擺球速度為零，由向心力公式v2可知向心力為零，回復(fù)力即為擺球所受Fmr的合力，在平衡地址，回復(fù)力為零，但由向心力公式，速度不為零則向心力不為零，有向心加速度，所以（Ｄ）答案錯誤。在其余地址上，合力為重力與擺線張力的合力，亦即回復(fù)力與向心力的合力，所以加速度其實不指向平衡地址，故（Ｃ）答案也不正確。所以正確答案為B．。例２如圖7-1-2，小球靜止于Ｏ點，將小球拉到Ｂ點由靜止釋放，OB間距離為s經(jīng)時間ｔ小球第二次經(jīng)過Ｏ點，則以下說法正確的選項是A．小球振動的振幅為sB．小球在ｔ時間內(nèi)運動的行程為3sAOBC．小球振動的周期為3t圖7-1-2D．取向右為正方向，t時辰小球振動的位移為-s解析由振幅和行程的定義可知A．B．正確。周期為完成一次全振動的時間，應(yīng)為4t/3，故C．答案錯誤。振動的位移是由平衡地址指向振子所在處的有向線段，t時辰振子位于平衡位置，故位移為零所以D．答案也不正確。例3有甲乙兩個彈簧振子，甲的固有頻率為f，乙的固有頻率為4f，若是它們都在頻率為3f的策劃力作用下做受迫振動，則A．甲的振幅較大，振動頻率為4fB．乙的振幅較大，振動頻率為3fC．甲的振幅較大，振動頻率為3fD．乙的振幅較大，振動頻率為4f解析受迫振動的頻率跟物體的固有頻率沒關(guān)，等于驅(qū)動力的頻率，所以甲乙兩個彈簧振子的振動頻率均為3f。受迫振動的振幅與固有頻率和驅(qū)動力的頻率的關(guān)系有關(guān)，驅(qū)動力的頻率與固有頻率越湊近，受迫振動的振幅越大。驅(qū)動力頻率與乙的固有頻率較湊近，所以乙的振幅較大。故答案為B。研究學(xué)習(xí)1．有一彈簧振子經(jīng)過a、b兩點時動量相同，從a到b經(jīng)歷0.2秒，從b再回到a的最短時間為0.3秒，則這振子的周期為A．1sB．C．D．2．把一彈簧振子的彈簧拉長一些，爾后由靜止釋放，經(jīng)0.5s振子經(jīng)過平衡地址，此彈簧振子的周期可能是A．1sB．2sC．D．3．向來右運動的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，他們只幸虧圖7-1-3示平面內(nèi)搖動，某一瞬時出現(xiàn)圖示情況，由此可知車廂的運動及兩單擺相對車廂運動的可能情況是A．車廂作勻速直線運動，M在搖動，N靜止B．車廂作勻速直線運動，M在搖動，N也在搖動C．車廂作勻速直線運動，M靜止，N在搖動

MN7-1-3D．車廂作勻加速直線運動，M靜止，N也靜止4．把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動獨愛擺，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個驅(qū)動力，這就做成一個共振篩，篩子做自由振動時，完成10次全振動用15s。在某電壓下，電動獨愛輪轉(zhuǎn)速為36r/min（轉(zhuǎn)/分）。已知增大電壓，能夠使獨愛輪轉(zhuǎn)速提高，增加篩子質(zhì)量，能夠增大篩子的固有周期。那么，要使篩子的振幅增大，應(yīng)合適A．提高輸入電壓B．降低輸入電壓C．增加篩子質(zhì)量D．減少篩子質(zhì)量5．如圖7-1-4所示表示兩個單擺，m、M懸掛在一根鋼絲上，開始它們都靜止，今使m偏離平衡地址一個小角度，釋放后做簡諧運動的方向在垂直于紙面的豎直平面內(nèi)。對此后M的運動情況，下陳說法中正確的選項是A．M仍靜止B．M能發(fā)生共振LlLC．M將做受迫振動，周期為2mglD．M將做受迫振動，周期為2g

M圖7-1-46．如圖7-1-5所示，在張緊的繩上掛了a、b、c、d四個單擺，四個單擺的擺長關(guān)系為先讓d擺搖動起來（擺角不高出5°），則以下說法正確的選項是A．b擺發(fā)生振動，其余擺均不動B．所有擺均以相同頻率振動aC．所有擺均以相同擺角振動bD．以上說法均不正確答案課前練習(xí)1．ABC2．D3．ACD研究學(xué)習(xí)1．C2．BD3．AB4．AC5．D6．B

lc>lb=ld>la，dc7-1-5專題二簡諧運動及振動圖象課前練習(xí)1．做簡諧振動的物體，當(dāng)物體的位移為負值時，下面說法中正確的是．速度必然為正當(dāng)，加速度必然為負值．速度必然為負值，加速度必然為正當(dāng)C．速度不用然為正當(dāng)，加速度必然為負值．速度不用然為負值，加速度必然為正當(dāng)2．如圖7-2-1所示的是一個彈簧振子的振動圖象，振幅為

x/cm20.10.20.30.4t/s–27-2-1_____________，頻率為_____________，周期為_____________，

10

x/cm12在_____________時速度第一次達到正的最大值，在_____________時加速度第一次達到正的最大值．

5t/so7-2-23．圖7-2-2為在地球上同一地址的兩個單擺的振動圖象，則它們的振幅之比為A1∶A2=__________，周期之比T1∶T2=_____________，兩單擺的擺長之比L1∶L2=_____________．4.一單擺的擺長為40㎝，擺球在t=0時辰正從平衡地址向右運動，若g取10m/s2，則在1s時擺球的運動情況是A．正向左做減速運動，加速度正在增大B．正向左做加速運動，加速度正在減小C．正向右做減速運動，加速度正在增大．正向右做加速運動，加速度正在減小一只鐘從甲地拿到乙地，它的鐘擺搖動加速了，則以下對此現(xiàn)象的解析及調(diào)準(zhǔn)方法的表達中正確的選項是A．g甲>g乙，將擺長合適增加B．g甲>g乙，將擺長合適縮短C．g甲<g乙，將擺長合適增加D．g甲<g乙，將擺長合適縮短6.質(zhì)點以O(shè)為平衡地址做簡諧運動，它走開平衡地址向最大位移處運動的過程中，經(jīng)0.15s第一次經(jīng)過A點，再經(jīng)0.1s第二次經(jīng)過A點，再經(jīng)s第三次經(jīng)過A點，此質(zhì)點振動的周期等于s，頻率等于Hz。知識要點1．簡諧運動的定義：物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡地址的力的作用下的振動。即回復(fù)力與位移關(guān)系為：Fkx。2．單擺：（1）單擺作簡諧運動的條件：擺角小于5。（2）周期公式：T2

lg3．簡諧運動圖像：1）意義：表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律。注意：振動圖象不是質(zhì)點的運動軌跡。2）特點：圖線為正弦（或余弦）曲線。只有簡諧運動的圖像才是正弦（或余弦）曲線。3）應(yīng)用：1）能夠直觀地讀取振幅A、周期T以及各時辰的位移x。2）判斷回復(fù)力、加速度方向。3）判斷某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。問題導(dǎo)引做簡諧運動的物體的回復(fù)力、位移、速度隨時間怎樣變化？彈簧振子和單擺的周期分別與什么有關(guān)？簡諧運動的圖像能供應(yīng)什么運動信息？經(jīng)過本節(jié)的復(fù)習(xí),你應(yīng)熟練掌握掌握這些問題，還要注意本節(jié)內(nèi)容與其余章節(jié)的內(nèi)容的結(jié)合。例1圖7-2-3中兩單擺擺長相同，平衡時兩擺球恰巧接觸，現(xiàn)將擺球A在兩左右擺線所在平面向左拉開一小角度釋放，碰撞后兩擺球分開各自做簡諧振動，以mA，mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則ABA．若是mA>mB，下一次碰撞將發(fā)生平衡地址右側(cè)圖7-2-3B．若是mA<mB，下一次碰撞將發(fā)生平衡地址左側(cè)C．無兩球量之比是多少，下一次碰撞都不能能在平衡地址右．無兩球量之比是多少，下一次碰撞都不能能在平衡地址左解析在角小于5的情況下的振能夠看作運。由周期公式T2l，兩g個的相同，兩球相碰后各自做運的周期相同，必然同回到平衡地址，所以下次碰撞必然生在平衡地址，故答案CD。例2如7-2-4所示同一中的兩個做運的振象，從中能夠判斷A．二必然相等B．在平衡地址球甲的速度必然比乙大C．球甲的最大能必然比乙的最大能大xD．在平衡地址，兩所受的拉力必然相等乙甲（E）甲球的運跡正弦曲，乙球的運跡余弦t曲0解析由公式T2l7-2-4，T甲=T乙g知A正確。因在平衡地址，甲斜率大，故速度大，知B正確。因不知甲乙兩球量，因此不能夠確定最大能大。在平衡地址有Tmgmv2，R因不知小球的量m，所以無法確定兩所受拉力關(guān)系。的運像不是跡。例3如7-2-5所示，量m1的物上端用掛，下端接一度系數(shù)k的簧，簧下端接一量m2物，系保持靜止，用力向下拉m2一段位移，爾后由靜止放，使m2在直方向作運，在振程中使m1始保持靜止，向下拉m2的位移不能夠超______________，在m2振程中碰到的最大拉力_____________。振中系的機械能（填“守恒”或“不守恒”）。解析：把m2再向下拉x，再放有kx=m2am???（1）因m2在直方向做振，使m1保持靜止，m1有m1m1g―F上=0??（2）m2有m2g+F上=m2am?（3）m2由（1）（2）（3）得7-2-5x=（m1+m2）g/k在m2振到最低點，受拉力最大。T=m1g+F下F下―m2g=m2am=kxT=2（m1+m2）gm2開始振動后系統(tǒng)只有重力和彈簧的彈力做功，只有動能、重力勢能和彈性勢能互相轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)機械能守恒。例4兩個等長的單擺，一個放在地面上，另一個放在高空，當(dāng)?shù)谝粋€擺振動n次的同時，第二個擺振動n-1次。若是地球半徑為R，那么第二個擺離地面的高度為A．nRB．(n-1)RC．n/(n-1)RD．R/(n-1)解析設(shè)第二個擺離地面高度為h，則距地心距離為（R+h），設(shè)此處重力加速度為g,地表處重力加速度為g，由萬有引力定律GMmmg,GMmmgR2Rh2即gRh2。gR2再由單擺周期公式Tt2l,Tt2lngn1g又得gn2gn12Rh2n2R2n12，解得hR/n1。研究學(xué)習(xí)1.如圖7-2-6,一彈簧振子在A、B間做簡諧振動，O為平衡地址，以某一時間作計時起點（t=0）經(jīng)周期，振子擁有正方向的最大加速度，圖7-2-7中幾個振動圖線，哪一個正確反響了振子的振動情況，（以向右為正方向）xxxx2.做簡諧運動的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速率為v，則以下說法中正確的選項是

AOBOtOtOtOtA．B．C．D．圖7-2-6圖7-2-7A．從某時辰算起，在半個周期的時間內(nèi)，彈力做的功必然為零B．從某時辰算起，在半個周期的時間內(nèi)，彈力做的功可能是零到mv22之間的某一個值C．從某時辰算起，在半個周期的時間內(nèi)，彈力的沖量必然為零D．從某時辰算起，在半個周期的時間內(nèi)，彈力的沖量可能是零到2mv之間的某一個值3.如圖7-2-8在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計的薄板，F(xiàn)將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，爾后突然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過程中，（即重物與彈簧走開從前），重物的運動情況是A．素來加速B．先減速、后加速圖7-2-8C．先加速、后減速D．勻加速4.如圖7-2-9所示，一輕彈簧的左端固定在豎直墻上，右端與質(zhì)量為M的滑塊相連，組成彈簧振子，在圓滑的水平面上做簡諧運動。當(dāng)滑塊運動到右側(cè)最大位移處時，在滑塊上輕輕放上一木塊組成新振子，連續(xù)做簡諧運動，新振子的運動m過程與原振子的運動過程對照M．新振子的最大速度比原振子的最大速度小B．新振子的最大動能比原振子的最大動能小圖7-2-9C．新振子的振動周期比原振子的振動周期大D．新振子的振幅比原振子的振幅小5.在一個秒擺A的旁邊，掛一個擺長為秒擺擺長1/4的B擺，如圖7-2-10所示，兩擺球是完好相同的彈性小球，互相接觸，且位于同一水平線上。今把B球拉開一個不大的角度后自由釋放。則它在4s內(nèi)與A球發(fā)生碰撞的次數(shù)是A．2次B．3次C．4次D．5次使懸線下端的單擺小球P偏離平衡地址（偏角時，另一小球Q自懸點處自由下落，且P、Q球是（兩小球大小可忽略）

BA7-2-10<5°）爾后釋放，與此同兩球的質(zhì)量不相同，則先達單擺小球平衡地址的小A．P球B．Q球C．質(zhì)量大的球D．質(zhì)量小的球卡車在水平道路上行駛，貨物隨車廂底板上下振動而不走開底板，設(shè)貨物豎直方向上的振動是簡諧振動，以向上位移為正，其振動圖線如圖7-2-11所示。在圖線上取a、b、c三點，那么貨物對車廂底板的壓力大小，大于貨物所受重力的是A．a(chǎn)點B．b點C．c點D．可能是a點也可能是c點甲乙二位同學(xué)分別使用7-2-12中左圖所示的同一套裝置觀察單擺作簡諧運動時的振動圖象，已知二

xabtOc7-2-11甲圖7-2-12乙

人實驗時所用的單擺的擺長相同，落在木板上的細砂分別形成的曲線如圖中右圖所示，兩圖線不相同的原因的說法中正確的選項是A．甲圖表示砂擺搖動的幅度較大，乙圖搖動的幅度較小

下面關(guān)于B．甲圖表示砂擺搖動的周期較大，乙圖搖動的周期較小C．甲圖表示砂擺按正弦規(guī)律變化，是簡諧運動，乙圖不是簡諧運動D．二人拉木板的速度不相同，甲圖中木板速度較大。9.如圖7-2-13所示，在豎直圓滑管中有一根勁度系數(shù)為k=800N/m，長30cmP的輕彈簧，把質(zhì)量為4kg的物塊P與彈簧接觸并立刻放手，則物塊P將在套管中做簡諧運動，g=10m/s2，物塊振動的最大加速度為_________（大小），振動系統(tǒng)的最大彈性勢能是____________。（選平衡地址為重力勢能零點）10.一單擺在地面上的周期為2s，若將它高升到離地面的高度等于地球的半徑處，單擺的振動周期是____