(2021新人教版)高中物理选修性必修第一册课时分层作业 7 简谐运动的描述练习.doc
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1、课时分层作业课时分层作业(七七)简谐运动的描述简谐运动的描述 (建议用时:建议用时:25 分钟分钟) 考点一考点一描述简谐运动的物理量描述简谐运动的物理量 1有一个在光滑水平面上的弹簧振子有一个在光滑水平面上的弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩 第一次用力把弹簧压缩 x 后释放让它振动后释放让它振动, 第二次把弹簧压缩第二次把弹簧压缩 2x 后释放让它振动后释放让它振动,则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为 () A11,11B11,12 C14,14D12,12 B弹簧的压缩量是振子离开平衡位置的最大距离弹簧的压缩量是振子离开平衡位置的最大距离,即振幅
2、即振幅,故振幅之比为故振幅之比为 12, 又因为周期与振幅无关又因为周期与振幅无关,故周期之比为故周期之比为 11,B 正确正确 2一弹簧振子在振动过程中一弹簧振子在振动过程中,振子经振子经 a、 、b 两点的速度相同两点的速度相同,若它从若它从 a 到到 b 历历时时 0.2 s,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,则振子的振动频率为则振子的振动频率为() A1 HzB1.25 Hz C2 HzD2.5 Hz B振子经振子经 a、b 两点的速度相同两点的速度相同,根据振子做周期性运动的特点可知根据振子做周期性运动的特点可知,a、b 两点两点 是关于平衡位置是关于
3、平衡位置 O(如图所示如图所示)对称的对称的从从 b 回到回到 a 的最短时间为的最短时间为 0.4 s,振子振动到振子振动到 b 点点 后经后经 0.4 s 第一次回到第一次回到 a 点点,即即 a、b 两点不是振子的最大位移处两点不是振子的最大位移处设图中设图中 c、d 为最大为最大 位移处位移处,则振子则振子 bcb 历时历时 0.2 s,同理振子由同理振子由 ada 也应历时也应历时 0.2 s,故振子周期故振子周期 应为应为 0.8 s,由周期和频率关系不难确定频率为由周期和频率关系不难确定频率为 1.25 Hz,故选故选 B. 3(多选多选)如图所示如图所示,为质点的振动图像为质点
4、的振动图像, ,下列判断正确的是下列判断正确的是() A质点振动周期是质点振动周期是 8 s B振幅是振幅是2 cm C4 s 末质点的速度为负末质点的速度为负,加速度为零加速度为零 D10 s 末质点的加速度为正末质点的加速度为正,速度为零速度为零 AC由振动图像可得由振动图像可得,质点的振动周期为质点的振动周期为 8 s,A 项正确;振幅为项正确;振幅为 2 cm,B 项错项错 误;误;4 s 末质点经平衡位置向负方向运动末质点经平衡位置向负方向运动,速度为负向最大速度为负向最大,加速度为零加速度为零,C 项正确;项正确; 10 s 末质点在正的最大位移处末质点在正的最大位移处,加速度为负
5、值加速度为负值,速度为零速度为零,D 项错误项错误 4如图所示如图所示,弹簧振子在弹簧振子在 B、C 间振动间振动, ,O 为平衡位置为平衡位置,BOOC5 cm,若振子若振子 从从 B 到到 C 的运动时间是的运动时间是 1 s,则下列说法正确的是则下列说法正确的是() A振子从振子从 B 经经 O 到到 C 完成一次全振动完成一次全振动 B振动周期是振动周期是 1 s,振幅是振幅是 10 cm C经过两次全振动经过两次全振动,振子通过的路程是振子通过的路程是 20 cm D从从 B 开始经过开始经过 3 s,振子通过的路程是振子通过的路程是 30 cm D振子从振子从 BOC 仅完成了半次
6、全振动仅完成了半次全振动,所以周期所以周期 T21 s2 s,振幅振幅 A BO5 cm.振子在一次全振动中通过的路程为振子在一次全振动中通过的路程为 4A20 cm,所以两次全振动中通过的路所以两次全振动中通过的路 程为程为 40 cm,3 s 的时间为的时间为 1.5T,所以振子通过的路程为所以振子通过的路程为 30 cm. 5弹簧振子以弹簧振子以 O 点为平衡位置在点为平衡位置在 b、c 两点之间做简谐运动两点之间做简谐运动,b、c 相距相距 20 cm.某某 时刻振子处于时刻振子处于 O 点正向右运动点正向右运动经过经过 0.5 s,振子首次到达振子首次到达 b 点点求求:(取向右为正
7、方向取向右为正方向) (1)振动的频率振动的频率 f 和振幅和振幅 A; (2)振子在振子在 5.5 s 内通过的路程及位移;内通过的路程及位移; (3)如果弹簧的劲度系数如果弹簧的劲度系数 k100 N/m,小球质量为小球质量为 0.5 kg,则则 5.5 s 末小球的加速度末小球的加速度 大小和方向是多少?大小和方向是多少? 解析解析(1)f1 T 1 40.5 Hz0.5 Hz A10 cm. (2)5.5 s 内通过的路程内通过的路程 s240 cm310 cm 110 cm 55 s 内通过的位移内通过的位移 x10 cm. (3)aF m kx m 100 1010 2 0.5 m
8、/s220 m/s2 方向向右方向向右 答案答案(1)0.5 Hz10 cm(2)110 cm10 cm(3)20 m/s2,方向向右方向向右 考点二考点二简谐运动的表达式简谐运动的表达式 6(多选多选)两个简谐振动的图像如图所示两个简谐振动的图像如图所示 下列说法正确的是下列说法正确的是() A两个振动周期相同两个振动周期相同 B两个振动振幅相同两个振动振幅相同 C两个振动的表达式相同两个振动的表达式相同 D两个振动初相相同两个振动初相相同 AB从振动图像可以看出两个振动的周期相同从振动图像可以看出两个振动的周期相同,离开平衡位置的最大位移即振幅离开平衡位置的最大位移即振幅 相同相同,A、B
9、 项正确;两个振动的零时刻相位不同项正确;两个振动的零时刻相位不同,则初相不同、表达式不同则初相不同、表达式不同,C、D 项错误项错误 7一弹簧振子周期为一弹簧振子周期为 2 s,开始计时时它从平衡位置向右运动开始计时时它从平衡位置向右运动,经过经过 1.8 s,其运动其运动 情况是情况是() A向右减速向右减速B向右加速向右加速 C向左减速向左减速D向左加速向左加速 B从平衡位置向右运动开始计时从平衡位置向右运动开始计时,3 4T 1.8 sT,则振子处于从左方最大位移处则振子处于从左方最大位移处 向平衡位置的加速过程中向平衡位置的加速过程中,则则 B 选项正确选项正确 8 三个简谐运动的函
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