第二章机械振动期末复习- 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册.docx
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1、第一学期高二物理 期末复习期末复习 机械振动班级 姓名 学号 【知识梳理】简谐运动回复力方向:指向 来源:沿 方向的合力 图像质点偏离 的位移与时间的关系是一条 曲线单摆条件最大摆角小于5周期公式T= 受迫振动受迫振动受迫振动的频率等于驱动力的频率,与系统的 无关共振条件:驱动力的频率等于系统 特征:振幅最大(1)简谐运动是匀变速运动.()(2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量.()(3)振幅等于振子运动轨迹的长度.()(4)简谐运动的回复力可以是恒力.() (5)弹簧振子每次经过平衡位置时,位移为零、动能最大.()(6)单摆的周期由摆球的质量和摆角共同决定.()(7)物体做受迫
2、振动时的频率与固有频率无关.()(8)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹.()考点一、质点的振动规律受力特征运动特征能量特征周期性特征对称性特征例1 (多选)下列关于简谐运动的说法正确的是()A.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动B.位移的方向总跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同C.一次全振动指的是动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程D.位移减小时,加速度减小,速度增大E.物体运动方向指向平衡位置时,速度的方向与位移的方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同例2 (多选)一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点.t=0时刻振子的位移x=-0
3、.1 m;t=43 s时刻x=0.1 m;t=4 s时刻x=0.1 m.该振子的振幅和周期可能为()A.0.1 m,83 s B.0.1 m,8 s C.0.2 m,83 s D.0.2 m,8 s考点二、简谐运动图像的理解和应用根据简谐运动图像可获取的信息有哪些?例3 (多选)一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是()A.质点振动的频率为4 HzB.在10 s内质点经过的路程为20 cmC.第5 s末,质点的速度为零,加速度最大D.t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等,都是2 cm例4 (多选)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,则可知()A.两弹簧振子完全相同
4、B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲 F乙=12C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲 f乙=12E.振子乙速度最大时,振子甲速度不一定为零考点三、单摆周期公式的应用1.单摆的受力特征:2.周期公式:例5 如图所示,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方34l的O处有一固定细铁钉.将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2)后由静止释放,并从释放时开始计时.当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正.下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是()例6 用一个摆长
5、为80.0 cm的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于5,则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过cm(保留1位小数).(提示:单摆被拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程.)某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等.新单摆的摆长应该取为cm.考点四、受迫振动与共振的应用知识梳理:例7 如图所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中;当圆盘转动一会儿静止后,小球做(选填“阻尼”“自由”或“受迫”)振动;若弹簧和小球构成的系统振动频率约为
6、3 Hz,现使圆盘以4 s为周期匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,小球的振动频率为Hz;逐渐改变圆盘的转动周期,当小球振动的振幅达到最大时,此时圆盘的周期为(结果保留两位有效数字)s.例8 为了交通安全,常在公路上设置如图所示的减速带,减速带使路面稍微拱起,以达到车辆减速的目的.一排等间距设置的减速带可有效降低车速,称为洗衣板效应.如果某路面上的减速带的间距为1.5 m,一辆固有频率为2 Hz的汽车匀速驶过这排减速带,则下列说法正确的是()A.当汽车以5 m/s的速度行驶时,其振动频率为2 HzB.当汽车以3 m/s的速度行驶时最不颠簸C.当汽车以3 m/s的速度行驶时颠簸得最厉害D
7、.汽车速度越大,颠簸得就越厉害例9.(多选)一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系图线)如图所示,则下列说法正确的是()A.此单摆的固有周期约为2 sB.此单摆的摆长约为1 mC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动E.此单摆的振幅是8 cm考点五、用单摆测定重力加速度知识梳理:例10、在用单摆测当地重力加速度的实验中:(1)利用游标卡尺测得所用摆球的直径如图所示,摆球直径d=cm.(2)甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度,甲组同学采用如图S15-9甲所示的实验装置.图S15-9为比较准确地测量出当地重力加速度的数值,除停表
8、外,在下列器材中,还应该选用(填器材前的选项字母).a. 长度接近1 m的细线 b.长度为30 cm左右的细线 c.直径为1.8 cm的塑料球 b. d.直径为1.8 cm的铁球 e.最小刻度为1 cm的米尺 f.最小刻度为1 mm的米尺该组同学先测出悬点到摆球球心的距离L,然后用停表测出单摆完成n次全振动所用的时间t,请写出重力加速度的表达式g=(用所测物理量表示).测量出摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值(选填“偏大”“偏小”或“不变”).乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器,如图乙所示.将摆球拉开一小角
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