易城教育资源网免费教学版高中物理选修(3-4)第11讲第一讲《简谐振动的受迫振动》课堂改进作业教学反思设计案例分析案例课文正文【全程复习攻略】2014年高考物理轮复习第11讲第一讲简单简谐振动受迫振动课提高作业教材版选修3-4（40分钟100分）1.选择题（本大题共10题，每题7分，共70分）分。选择题标注在题号后，选择不全得 4 分） 1、如果物体做简谐振动，下列说法正确的是（）A。如果位移为负值，那么速度 必须是正值，加速度也必须是正值。 B、当物体经过平衡位置时，所受到的净外力为零，回复力为零，处于平衡状态。 C、物体每次经过同一个位置时，其速度不一定相同。 但加速度必须相同 D.当物体的位移增大时，动能增大，势能减小 2.（2013·泸州模拟）在“用单摆测量重力加速度”的实验中，如果测得的 g 值太大，可能这是因为 () A. 摆球的质量太大。 B、单摆摆动幅度小。 C、测量摆的长度时，只考虑摆线的长度，忽略球的半径。 D. 测量周期时，考虑所有 n 次。 振动被错误地记录为n+1次全振动，这使得周期更小。 3、垂直方向悬挂的弹簧振荡器，周期T=2s，从最低点向上运动的那一刻开始计数。 一个周期的振动图像如下 如图所示，关于该图像，下列说法正确的是： () 当At=1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正。 当Bt=1.7s时，振荡器的加速度为负，速度也为负。 Ct=1.0 当s时，振荡器的速度为零，加速度为最大负值。 当Dt=1.5s时，振子速度为零，加速度为最大负值 4.（2013·松江模拟）关于单摆的运动有下列说法，正确答案是（）A摆锤的恢复力是摆线的拉力和重力的合力。 B、摆锤的恢复力是重力沿摆锤运动路径的切向分力。 C、摆的周期与质量无关。 它与振幅、摆长和局部重力加速度有关。 D. 摆钟在山脚下走得准确，上山时走得更快。 5、如图所示，图A是利用沙摆演示简谐振动图像的装置。
当将含沙漏斗下的薄木板匀速水平拉出时，从漏斗中漏出的沙子在木板上做简谐振动所形成的曲线，显示出沙摆振动位移的变化时间。 已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s，图B所示木板一段的长度为0.60m，则本次实验中沙摆的摆长为（取g=π2)()A.0.56mB。 0.65mC.1.0mD.2.3m6。 (2013·开封模拟) 将质量为m、m的两块木块放置在光滑的水平面上。 下部木块连接有刚度系数为k的弹簧。 将弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。 已知两块木块之间的最大静摩擦力为f。 为了使这两个木块组成的系统能够像一个整体一样振动，系统的最大振幅为()ABCD7。（多选）如图所示是两个单摆A、B做简谐振动的图像运动，则 () A. 两个单摆 A、B 的摆长之比为 2:1 B. 两个单摆 A、B 的周期比 下图为单摆在受迫振动，显示驱动力的振幅A与频率f的关系。 下列说法正确的是：()A.摆的长度约为10厘米。 B、摆长约为1mC。 如果增加摆长度，共振曲线的“峰值”将向右移动。 D. 如果增加摆锤长度，共振曲线的“峰值”将是“向左移动 9.（多选）将一个摆锤向左拉到水平标记线处，然后从静止状态释放。当摆锤到达最低点，摆锤碰到障碍物，摆锤继续向右摆动。
使用频闪相机拍摄如图所示的摆锤运动的频闪照片。 如果闪光的时间间隔为Δt，则下列说法正确的是： () A. 摆锤的周期为15 Δt B. 摆锤的周期为30ΔtC。 摆线撞击障碍物前后的摆长比为9:4D。 摆线撞击障碍物前后的摆长比为3：210。 （多选）如图A所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A点和B点之间做简谐振动。图B所示为该弹簧振子的振动图像。 从图中可以看出，下列正确的说法是（） A.在t=0.2s时，弹簧振子向前方向的加速度最大 B.在t=0.1s和t这两个时刻=0.3s，弹簧振荡器处于同一位置C。从t=0到t=0.2s，弹簧振荡器随着加速度的增加而减速。 运动 D、t=0.6s 时，弹簧弹性势能最小 2、计算题（本大题有 2 个小题，共 30 分。必须提供必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的必须提供） （明单位） 11.（能力挑战题）（12分）某学生设计了一个测量物体质量的装置，如图所示，其中P为光滑水平面，物体的刚度系数轻质弹簧为k，A为质量，M为带夹具的标准质量金属块，Q为被测物体，已知该装置弹簧振子的简谐振动周期为T =，其中m为振子的质量，k′为与弹簧刚度系数有关的常数，当物体A单独振动时，测得其振动周期为T1高中物理弹簧平衡点速度，待物体Q的振动周期为测量的值固定在A上，则振动周期为T2。 被测物体的质量是多少？ 该设备与天平相比有何优势？ 12.（18分）如图所示，质量m=0.5kg的物体放在质量为M=4.5kg的平台上，随着平台上下移动，做简谐振动。
假设在简谐振动期间，两者始终保持相对静止。 已知弹簧的刚度系数k=400N/m，振幅A=0.1m。 试求：（1）两者一起运动到最低点时，物体对平台施加的压力大小； (2)当两者一起运动到最高点时，物体对平台施加的压力大小。 （取g=10m/s2）答案分析 1、【分析】选C。如图所示，在图上的a、b点，物体处于同一位置，位移为负，加速度必相同，但速度方向分别为负和正。 A是错误的，C是正确的。 当物体的位移增大时，动能减小，势能增大，从而产生D误差。 当单摆的摆球处于最低点时，处于平衡位置，恢复力为零，但合力不为零，故B错误。 【总结改进】以位移为线索，确定简谐振动物理量的变化（1）从力的角度来看，位移越大，恢复力越大。 根据牛顿第二定律，加速度越大； 回复力的方向与位移的方向相反，加速度的方向与位移的方向相反。 (2)从能量角度看，位移越大，势能越大。 由于振动系统中机械能守恒，动能越小，速度越小。 (3)对于运动物理量变化的判断问题，应从图像或函数表达式中获取位移变化的信息，进行分析判断。 2、【分析】选D，由T=2π可得g=。 可见g的测量值与摆球的质量和振幅无关。 A和B都是错误的。 如果忽略球的半径，摆的长度会缩短，因此测量的g值会太小。 C 错误； n次全振被误记为n+1次全振，使得周期太小，导致g的测量值太大。 D 是正确的。
3.【分析】选C，从图中可以看出，当t=1.25s时，位移为正，加速度为负，A错误； t=1.7s时，位移为负，加速度为正，B错误； t=1.0s时，位移最大，振子速度为零，加速度为负最大值，C为右； 当t=1.5s时，位移为零，速度最大高中物理弹簧平衡点速度，D错误。 [替代变体] 如图所示，某个粒子沿x轴做简谐振动的图像是正确的。 下面正确的说法是（）A。t=4s时，粒子速度最大，加速度为0B。 t= 1s 时，质点速度和加速度均达到最大值C。从0 到1s，质点速度和加速度方向相同。 D、t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向。 【分析】选C。从简谐振动的特性可以看出，当t=1s时，速度最大，加速度为零，但0到1s内两个方向相同。 当t=2s时，位移沿x轴负方向，但加速度沿x轴正方向； 当t=4s时，质点的加速度最大，沿x轴负方向速度为零，因此C是正确的。 4.【分析】选B。摆的恢复力是重力沿摆球运动轨迹的切向分力，而不是摆球所受的合外力，故A错误，B正确； 根据摆的周期公式T=2π，可知摆的周期等于 质量和振幅与摆长和局部重力加速度无关，故C错误； 当摆钟从山脚移动到高山时，摆钟所在位置的重力加速度g变小。 根据T=2π，可见摆钟振动周期变大，走时变慢，故D错误。
5、【解题指南】回答本题需明确以下三点：（1）将木板匀速水平拉出，得到长度为0.60m的木板所代表的时间。 (2)从板上的曲线得到相应时间内砂摆的振动情况。 (3)单摆的周期公式。 【分析】选择A。从图B可知t=2T==3s，T=1.5s。 根据T=2π，摆长约为0.56m，故A正确。 6.【分析】选C，两木块之间的最大静摩擦力为f，以质量为m的木块为研究对象。 可以得到总体最大加速度a==，则kA=ma，并且可以得到最大振幅A=，所以选择C。 。 7、【分析】选择B或C。从题意来看：TA = 2T B, AA = 2A B。又因T=2π，可得：lA=4lB，故B、C正确，A和 D 都是错误的。 8、【分析】选择B或D。根据图像可知，单摆的固有频率为0.5Hz，即周期为2s。 根据周期公式，很容易算出摆的长度约为1m，故A错误，B正确； 如果增加摆的长度，则单摆的周期会变长，固有频率会变小，因此共振曲线的“峰值”会向左移动，C错，D正确。 9、【分析】选择B或C，从图中可以看出，摆球在平衡位置左侧的运动时间为9Δt，在平衡位置右侧的运动时间为6Δt ，所以单摆的周期为30Δt，B正确，A错误； 根据L=T2，我们可以计算出摆线撞击障碍物前后的摆长比为9：4。 C正确，D错误。
10.【分析】选择B或C，当t=0.2s时，弹簧振子的位移为最大正值，弹簧振子的加速度与位移成正比，方向与位移方向相反, 一个错误； 在t=0.1s和t=0.3s两个时刻，弹簧振子的位移相同，B正确； 从t=0到t=0.2s，弹簧振荡器从平衡位置运动到最大位移，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振荡器进行减速运动时随着加速度的增加，C是正确的； t=0.6s时，弹簧振子的位移为负最大值，即弹簧的变形最大，弹簧的弹性势能最大，D错误。 11、【分析】当只有物体A振动时，T1=，当物体Q固定在A上振动时，T2=，（6分）解得m'=M(-1)。 该设备相对于天平的优点是它可以在完全失重或太空中测量物体的质量。 （6分） 答案：M(-1) 优点是可以测量物体完全失重或太空中的质量 12.【分析】 （1）在平衡位置，假设物体的压缩量弹簧为x，有(M+m)g=kx，解为x=0.125m。 （3分） 在最低点，假设物体对平台的压力为F1。 根据牛顿第三定律可知，平台对物体的支撑力也为F1。 对于整个k(x+A)-(M+m)g =(M+m)a1 (4分) 对于m，F1-mg=ma1，解为a1=8m/s2，F1=9N。 （3分） （2）在最高点，设物体对平台的压力为F2。 对于整体（M+m）gk（xA）=（M+m）a2（3点）对于m来说，mg-F2=ma2（3点）求解得到a2=8m/s2，F2=1N。 （2分）答案：（1）9N （2）1N 关闭Word文档，返回原版块 易城教育资源网