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2013-2014高中物理 1.2 振動(dòng)的描述同步訓(xùn)練 魯科版選修

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1、【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2013-2014高中物理 1.2 振動(dòng)的描述同步訓(xùn)練 魯科版選修3-4 圖1-2-9 1.如圖1-2-9所示,彈簧振子以O(shè)為平衡位置,在BC間振動(dòng),振動(dòng)周期為2 s,運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),當(dāng)t=1.2 s圖1-2-9時(shí),物體(  ). A.正在做加速運(yùn)動(dòng),加速度的值正在增大 B.正在做減速運(yùn)動(dòng),加速度的值正在減小 C.正在做減速運(yùn)動(dòng),加速度的值正在增大 D.正在做加速運(yùn)動(dòng),加速度的值正在減小 解析 對(duì)彈簧振子,周期為2 s,當(dāng)t=1 s時(shí),振子再一次經(jīng)過平衡位置,速度與初始方向相反離開平衡位置,t=1.5 s時(shí),位移最大,速度為零.t=1.2 s時(shí),振子正在做減

2、速運(yùn)動(dòng),加速度正在增大,所以C正確. 答案 C 2.如圖1-2-10所示為某質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象,從圖可知 (  ). 圖1-2-10 A*2.第3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移是-5 cm B.第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度方向相同 C.第3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿+x方向 D.第2 s內(nèi)和第5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度方向相同 解析 由圖象的斜率可分析速度的大小、方向,答案A、D正確. 答案 AD 3.圖1-2-11是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,根據(jù)圖象回答下列問題: (1)振動(dòng)的振幅多大; 圖1-2-11 (2)振動(dòng)的頻率多大; (3)在t=0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的

3、振動(dòng)方向. 解析 (1)振幅為最大位移的絕對(duì)值,從圖象可知振幅A=5 cm. (2)從圖象可知周期T=0.8 s,則振動(dòng)的頻率為f== Hz=1.25 Hz. (3)由各時(shí)刻的位移可判斷:t=0.1 s、0.7 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸正方向;t=0.3 s、0.5 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向. 答案 (1)5 cm (2)1.25 Hz (3)0.1 s、0.7 s時(shí)沿x軸正方向,0.3 s、0.5 s時(shí)沿x軸負(fù)方向 4.有一個(gè)在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子,第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動(dòng),第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動(dòng),則先后兩次振動(dòng)的周期之比和振幅之比分別為 ( 

4、 ). A.1∶1,1∶1 B.1∶1,1∶2 C.1∶4,1∶4 D.1∶2,1∶2 解析 彈簧的壓縮量即為振動(dòng)過程中偏離平衡位置的最大距離,即振幅,故振幅之比為1∶2,而對(duì)同一振動(dòng)系統(tǒng),其周期與振幅無關(guān),周期之比為1∶1.故正確的選項(xiàng)為B. 答案 B 知識(shí)點(diǎn)二 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用 5.一個(gè)彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,如圖1-1-12所示,以某一時(shí)刻作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t為0),經(jīng)周期,振子具有正方向最大的加速度,那么在下圖所示的幾個(gè)振動(dòng)圖象中,正確反映振子振動(dòng)情況(以向右為正方向)的是 (  ). 圖1-1-12 解析 本題可采用逐項(xiàng)代入法,找到周

5、期時(shí),具有正方向最大的加速度的是D,故選D. 答案 D 6.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖1-2-13所示,在前2 s內(nèi)具有最大負(fù)方向速度的時(shí)刻是 (  ). 圖1-2-13 A.0.5 s B.1 s C.1.5 s D.2 s 解析 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置時(shí)速度最大,速度方向可以根據(jù)切線斜率的正、負(fù)來判斷,也可以根據(jù)下一時(shí)刻位移的變化來判斷,還可以根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過程來判斷.該題中,從t=0到t=1 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)向負(fù)的最大位移處運(yùn)動(dòng),因此可判斷速度方向?yàn)樨?fù). 答案 A 7.如圖1-2-

6、14表示某質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,以下說法正確的是 (  ). A.t1、t2時(shí)刻的速度相同 B.從t1到t2這段時(shí)間內(nèi),速度與加速度同向 圖1-2-14 C.從t2到t3這段時(shí)間內(nèi),速度變大,加速度變小 D.t1、t3時(shí)刻的加速度相同 解析 t1時(shí)刻振子速度最大,t2時(shí)刻振子速度為零,故A不正確;t1到t2這段時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置,故速度背離平衡位置,而加速度指向平衡位置,所以二者方向相反,則B不正確;在t2到t3這段時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng),速度在增

7、大,而加速度在減小,故C正確;t1和t3時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,故加速度均為零,D正確. 答案 CD 知識(shí)點(diǎn)三 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式 8.兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式分別為xA=10sincm,xB=8sin(4πt+π)cm,下列說法正確的是 (  ). A.振動(dòng)A超前振動(dòng)Bπ B.振動(dòng)A滯后振動(dòng)Bπ C.振動(dòng)A滯后振動(dòng)Bπ D.兩個(gè)振動(dòng)沒有位移相等的時(shí)刻 解析 Δφ=(ωt+φB)-(ωt+φA)=φB-φA=π,說明振動(dòng)A滯后振動(dòng)Bπ,或者說振動(dòng)B超前振動(dòng)Aπ,由于A的位移在10 cm和-10 cm之間變化,B的位移在8 cm和-8 cm之間變化,故有位移相等的時(shí)刻,故B正確,A、

8、C、D錯(cuò)誤. 答案 B 9.某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x=Asin t,,則質(zhì)點(diǎn)(  ). A.第1 s末與第3 s末的位移相同 B.第1 s末與第3 s末的速度相同 C.第3 s末與第5 s末的位移方向相同 D.第3 s末與第5 s末的速度方向相同 解析 根據(jù)x=Asin t可求得該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T= 8 s,則該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如右圖所示,圖象的斜率為正表示速度為正,反之為負(fù),由圖可以看出第1 s末和第3 s末的位移相同,但斜率一正一負(fù),故速度方向相反,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤;第3 s末和第5 s末的位移方向相反,但兩點(diǎn)的斜率均為負(fù),故速度方向相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正

9、確. 答案 AD 10.如圖1-2-15所示,彈簧振子的頻率為5 Hz,讓振子從B位置開始振動(dòng),并開始計(jì)時(shí),則經(jīng)過0.12 s時(shí) (  ). 圖1-2-15 A.小球位于BO之間,運(yùn)動(dòng)方向向右 B.小球位于BO之間,運(yùn)動(dòng)方向向左 C.小球位于CO之間,運(yùn)動(dòng)方向向右 D.小球位于CO之間,運(yùn)動(dòng)方向向左 解析 因振子頻率是5 Hz,則周期為0.2 s,題中所給的時(shí)間0.12 s=T

10、則振動(dòng)曲線為下圖中的哪一個(gè) (  ). 解析 根據(jù)題意可以寫出振動(dòng)表達(dá)式為x=Acos,故選A. 答案 A 12.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),先后以相同的速度依次通過A、B兩點(diǎn),歷時(shí)1 s,質(zhì)點(diǎn)通過B點(diǎn)后再經(jīng)過1 s又第二次通過B點(diǎn),在這2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的總路程為12 cm,則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和振幅分別為 (  ). A.3 s、6 cm B.4 s、6 cm C.4 s、9 cm D.2 s、8 cm 解析 2A=12 cm,則A=6 cm,如右圖所示,=0.5 s+0.5 s=1 s,則T=4 s,B正確. 答案 B 13.如圖1-2-16是一彈簧振子,O為平衡位置,

11、B、C為兩個(gè)最大位置,取向右為正方向,現(xiàn)把小球向右移動(dòng)5 cm到 B點(diǎn),放手后發(fā)現(xiàn)小球經(jīng)過1 s第一次到達(dá)C點(diǎn),如果從B點(diǎn)放手時(shí)開始計(jì)時(shí),求: 圖1-2-16 (1)小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期各是多少? (2)寫出小球運(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式. (3)如果從小球經(jīng)過平衡位置向左運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),則小球的位移表達(dá)式如何? 解析 (1)根據(jù)振幅的定義,可知振幅A=5 cm;根據(jù)周期的定義可知,周期T=2×1 s=2 s. (2)因?yàn)棣兀剑驭兀溅?rad/s.又據(jù)題意知t=0時(shí),x=5 cm.因?yàn)楹?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式是x=Asin (ωt+φ),把上面已知數(shù)據(jù)代入得φ=,所以該振動(dòng)的表達(dá)式x=5sincm. (3)如果從小球經(jīng)過平衡位置向左運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),則t=0時(shí),x=0,此后位移負(fù)值變大,所以小球的位移表達(dá)式x=-5sin (πt) cm. 答案 (1)5 cm 2 s (2)x=5sincm (3)x=-5sin (πt) cm

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