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2021-2022学年新教材高中物理 课后练习5 简谐运动的描述(含解析)粤教版选择性必修第一册.doc

上传人:高**** 文档编号:737272 上传时间:2024-05-30 格式:DOC 页数:6 大小:178KB
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资源描述

1、简谐运动的描述(建议用时:40分钟)考点一简谐运动的表达式1一质点做简谐振动,从平衡位置运动到最远点需要周期,则从平衡位置走过该距离的一半所需时间为()A周期B周期C周期 D周期D由简谐振动的表达式有AAsint,解得t,D正确2一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y0.1sin(2.5t),位移y的单位为m,时间t的单位为s.则()A弹簧振子的振幅为0.2 mB弹簧振子的周期为1.25 sC在t0.2 s时,振子的运动速度为零D在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 mC由y0.1sin(2.5t)知,弹簧振子的振幅为0.1 m,选项A错误;弹簧振子的周期为T s0.8 s,选项B

2、错误;在t0.2 s时,y0.1 m,即振子到达最高点,此时振子的运动速度为零,选项C正确;只有当振子从平衡位置或者从最高点(或最低点)开始计时时,经过0.2 s,振子的位移才为A0.1 m,选项D错误3(多选)物体A做简谐运动的振动位移xA3sin m,物体B做简谐运动的振动位移xB5sin m比较A、B的运动()A振幅是矢量,A的振幅是6 m,B的振幅是10 mB周期是标量,A、B周期相等,为100 sCA振动的频率fA等于B振动的频率fBDA的相位始终超前B的相位CD振幅是标量,A、B的振幅分别是3 m、5 m,A错;A、B的周期T s6.28102 s,B错;因为TATB,故fAfB,

3、C对;AOBO为定值,D对故选C、D考点二简谐运动的图像4(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是()A01 s速度在增大B01 s位移在增大C23 s速度在增大D23 s位移在增大AC01 s质点从正向最大位移处向平衡位置运动,速度增大,位移减小;23 s质点从负向最大位移处向平衡位置运动,速度增大,位移减小故A、C正确5在水平方向上做简谐运动的质点其振动图像如图所示,假设向右为正方向,则质点速度向右且增大的时间是()A01 s内B12 s内C23 s内D34 s内Dxt图线的斜率等于速度,则34 s内图线的切线斜率为正且增大,速度为正即向右且增大,故选D6一质点做简谐运动,

4、其位移时间图像如图所示,由图像可知()At1 s时,质点速度为正的最大值,加速度为零Bt2 s时,质点速度为零,加速度为负的最大值Ct3 s时,质点速度为正的最大值,加速度为零Dt4 s时,质点速度为零,加速度为正的最大值Ct1 s时,位移为零,加速度为零,速度最大,图像斜率为负,即速度为负,选项A错误;t2 s时,位移为负的最大值,加速度为正的最大值,速度为零,选项B错误;t3 s时,位移为零,加速度为零,速度最大,图像斜率为正,即速度为正,选项C正确;t4 s时,质点位移为正的最大值,加速度为负的最大值,速度为零,选项D错误7(多选)一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由

5、图可知 ()A质点振动频率是4 HzBt2 s时,质点的加速度最大C质点的振幅为2 cmDt2 s时,质点的位移是2 cmBC由图像知:质点的周期是4 s,频率是 Hz,A错;t2 s时,质点的加速度最大,B对;由图线知质点的振幅为2 cm,C对;t2 s时,质点的位移是2 cm,D错8(多选)如图所示是物体的振动图像,下列说法正确的是()A振动周期是2102 sB第2个102 s内物体的位移是10 cmC物体的振动频率为25 HzD物体的振幅是10 cmBCD振动周期是完成一次全振动所用的时间,在图像上是两相邻极大值间的距离,所以周期是4102 s,又f,所以f25 Hz,则A项错误,C项正

6、确;正、负极大值表示物体的振幅,所以振幅A10 cm,则D项正确;第2个102 s的初位置是10 cm,末位置是0,根据位移的概念有x10 cm,则B项正确9弹簧振子做简谐运动,其振动图像如图所示,则()At1、t2时刻振子的速度大小相等,方向相反Bt1、t2时刻振子加速度大小相等,方向相反Ct2、t3时刻振子的速度大小相等,方向相反Dt2、t3时刻振子的加速度大小相等,方向相同A从图线可以看出,t1、t2时刻振子处于同一位置,位移大小相同,方向一致,由Fkx知回复力、加速度大小相等,方向一致由振动的对称性,速度大小相等,方向相反,故A正确,B错误;t2、t3时刻振子处于平衡位置两边的对称位置

7、,位移大小相等,方向相反,则加速度大小相同,方向相反;由振动的对称性,速度大小相等,方向相同,都沿x轴负方向,故C、D错误10如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动取向右为正,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,则由图可知()甲乙At0.2 s时,振子的加速度方向向左Bt0.6 s时,振子的速度方向向右Ct0.4 s到t0.8 s的时间内,振子的动能逐渐减小Dt0到t2.4 s的时间内,振子通过的路程是80 cmA由图像乙知,t0.2 s时,振子远离平衡位置向右运动,位移增大,根据Fkx可知,回复力方向向左,则加速度方向向左,故A正确;t0.6 s时,振子靠近平衡位

8、置向左运动,所以振子的速度方向向左,故B错误;t0.4 s到t0.8 s的时间内,振子向平衡位置运动,速度逐渐增大,振子的动能逐渐增大,故C错误;t0到t2.4 s的时间内,振子通过的路程是4A60 cm,故D错误11如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像已知甲、乙两个振子质量相等,则()A甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cmB甲、乙两个振子的相位差总为C前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D第2秒内甲、乙振子速度方向相同,都指向平衡位置A根据振动图像,甲振子的振幅为2 cm、乙振子的振幅为1 cm,A对;由于两个振子的周期和频率不同,其相位差亦会变化,B错;前2秒

9、内,甲在平衡位置的上方,加速度指向平衡位置,方向为负方向;而乙在平衡位置的下方,加速度指向平衡位置,方向为正方向,C错;第2秒内甲从正向最大位移处向平衡位置运动,速度方向为负方向,指向平衡位置;乙向负向位移最大处运动,速度方向为负方向,且指向负向最大位移处,D错故选A12如图所示为一弹簧振子的振动图像,试完成以下问题:(1)写出该振子做简谐运动的表达式(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的?(3)该振子在前100 s的总位移是多少?路程是多少?解析(1)由振动图像可得A5 cm,T4 s,0则 rad/s故该振子做简谐运动的表达式为x5s

10、int(cm)(2)由题图可知,在t2 s时振子恰好通过平衡位置,此时加速度为零,随着时间的延续,位移值不断加大,加速度的值也变大,速度值不断变小,动能不断减小,弹性势能逐渐增大,当t3 s时,加速度的值达到最大,速度等于零,动能等于零,弹性势能达到最大值(3)振子经过一个周期位移为零,路程为45 cm20 cm,前100 s刚好经过25个周期,所以前100 s振子位移x0,振子路程s2025 cm500 cm.答案(1)x5sint(cm)(2)见解析(3)0500 cm13弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t0.2 s

11、时,振子速度第一次变为v;在t0.5 s时,振子速度第二次变为v.(1)求弹簧振子振动周期T;(2)若B、C之间的距离为25 cm,求振子在4.0 s内通过的路程;(3)若B、C之间的距离为25 cm.从平衡位置计时,写出弹簧振子的位移表达式,并画出弹簧振子的振动图像解析(1)弹簧振子简谐运动的示意图如图甲所示由对称性可得T0.52 s1.0 s.甲(2)B、C间的距离为2个振幅,则振幅A25 cm12.5 cm.振子4.0 s内通过的路程为s44A4412.5 cm200 cm.(3)根据xAsin t,A12.5 cm,2得x12.5sin 2t(cm)振动图像如图乙所示乙答案(1)1.0 s(2)200 cm(3)见解析

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