机械振动作业(教师用)

1、第1讲机械振动时间：60分钟1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()A振子所受的回复力逐渐增大B振子的位移逐渐增大C振子的速度逐渐减小D振子的加速度逐渐减小解析分析这类问题，关键是首先抓住回复力与位移的关系，然后运用牛顿运动定律逐步分析在振子向平衡位置运动的过程中，振子的位移逐渐减小，因此，振子所受回复力逐渐减小，加速度逐渐减小，但加速度方向与速度方向相同，故速度逐渐增大答案D2一质点做简谐运动时，其振动图象如图1-1-17所示由图可知，在t1和t2时刻，质点运动的()图1-1-17A位移相同B回复力相同C速度相同D加速度相同解析从题图中可以看出在t1和t2时刻，质

2、点的位移大小相等、方向相反则有，在t1和t2时刻质点所受的回复力大小相等、方向相反，加速度大小相等、方向相反，A、B、D错误；在t1和t2时刻，质点都是从负最大位移向正最大位移运动，速度方向相同，由于位移大小相等，所以速度大小相等，C正确，本题答案为C.答案C3如图1-1-18是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是()1-1-18A振动周期是2×102 sB前2×102 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 cm解析物体做简谐运动的周期、振幅是振动图象上明显标识的两个物理量，由题图知，周期为4×102 s，振幅为10

3、cm，频率f25 Hz，选项A错误，C、D正确；前2×102 s内物体从平衡位置又运动到平衡位置，物体位移为0，选项B错误答案CD4(2011·上海卷，5)两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2(v1v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则()Af1f2，A1A2 Bf1f2，A1A2Cf1f2，A1A2 Df1f2，A1A2解析单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A、B错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正确、D错误答案C5如图1-1-19所示为某弹簧振子在05 s内的振动

4、图象，由图可知，下列说法中正确的是()图1-1-19A振动周期为5 s，振幅为8 cmB第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C第3 s末振子的速度为正向的最大值D从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动解析根据题图象可知，弹簧振子的周期T4 s，振幅A8 cm，选项A错误；第2 s末振子到达负的最大位移处，速度为零，加速度最大，且沿x轴正方向，选项B错误；第3 s末振子经过平衡位置，速度达到最大，且向x轴正方向运动，选项C正确；从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动到达负的最大位移处，速度逐渐减小，选项D错误答案C6图1-1-20为一弹簧振子的振动图象，由此可知()图1-1

5、-20A在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大B在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小C在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小D在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大解析从题图象的横坐标和纵坐标可知此图是振动图象，它所描述的是一个质点在不同时刻的位置，t2和t4是在平衡位置处，t1和t3是在最大位移处，根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零，即弹性力为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大，即弹性力为最大，所以B正确答案B7下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则().驱动力频率/Hz30405060

6、7080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3Af固60 Hz B60 Hz<f固<70 HzC50 Hz<f固<60 Hz D以上三项都不对解析从图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢比较各组数据知f驱在50 Hz60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50 Hz<f固<60 Hz，即C选项正确答案C8. (1)将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图

7、1-2-21所示某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是_图1-2-21At0.2 s时摆球正经过最低点Bt1.1 s时摆球正经过最低点C摆球摆动过程中机械能减小D摆球摆动的周期是T1.4 s(2)如图1-2-22所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_图1-2-22A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆解析(1)悬线拉力在经过最低点时最大，t0.2 s时，F有正向最大值，故A选项正确，t1.1 s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T1.0 s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确(2)振幅可

8、从题图上看出甲摆振幅大，故B对且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能t0.5 s时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A、B、D.答案(1)AC(2)ABD9(2012·浙江温州二模，19)图1-1-23在光滑水平面上有两个完全相同的弹簧振子a和b，O1、O2为其平衡位置，如图1-1-23所示今将a向右拉伸4 cm，将b向右压缩2 cm，同时由静止释放，不计空气阻力下列说法正确的是()A两弹簧振子的小球经过平衡位置时的速度相同B两弹簧振子的小球每次都在平衡位置处相遇C两弹簧振子的小球不一定在平衡位置处相遇D在振动过程中的任一时刻，a的机械能

9、与b的机械能不会相等解析初始时刻势能不同，根据机械能守恒，平衡位置动能也不同，任意时刻机械能不同，A错，D对；周期与振幅无关，所以周期相同，每次都同时刻到达平衡位置，B对，C错答案BD10有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动，已知BC间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t0)，经过周期振子有正向最大加速度图1-1-25(1)求振子的振幅和周期；(2)在图1125中作出该振子的位移时间图象；(3)写出振子的振动方程解析(1)振幅A10 cm，T s 0.2 s.(2)四分之一周期时具有正的最大加速度，故有负向最大位移如图所示(3)设

10、振动方程为yAsin(t)当t0时，y0，则sin 0得0，或，当再过较短时间，y为负值，所以所以振动方程为y10sin(10t) cm.答案(1)10 cm0.2 s(2)如解析图(3)y10sin(10t) cm11简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图1-1-26(1)所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图1126(2)所示图1-1-26(1)为什么必须匀速拖动纸带？(2)刚开始计时时，振子处在什么位置？t17

11、 s时振子相对平衡位置的位移是多少？(3)若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是多少？(4)振子在_ s末负方向速度最大；在_ s末正方向加速度最大；2.5 s时振子正在向_方向运动(5)写出振子的振动方程解析(1)纸带匀速运动时，由xvt知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)由图(2)可知t0时，振子在平衡位置左侧最大位移处；周期T4 s，t17 s时位移为零(3)由xvt，所以1、3两点间距x4 cm.(4)3 s末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t0或t4 s时正方向加速度最大；t2.5 s时，振子向x方向运动(

12、5)x10sin cm.答案(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)左侧最大位移零(3)4 cm(4)30或4x(5)x10sin cm1在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议：A适当加长摆线B质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大D当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期其中对提高测量结果精确度有利的是_解析适当加大摆线长度，有利于把摆球看成质点，在摆角小于10°的条件下，摆球的空间位置变化较大，便于观察，A正确；摆球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大，B错误；摆角应小于10°，C正确；本实验采用累积法测量周期，若仅测量一次全振动，由于球过平衡位置时速度较大，难以准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大，D错误答案AC5.某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，先测得摆线长78.50 cm，摆球直径2.0 cm.然后将一个力电传感器接到计算机上，实验中测量快速变化的力，悬线上拉力F的大小随时间t的变化曲线如图1-5-9所示图1-5-9(1)该摆摆长为_ cm.(2)该摆摆动周期为_ s.(3)测得当地重力加速度g的值为_ m/s2.(4)如果测得g值偏小，可能原因是()A测摆线长时摆