易城教育資源網免費教學版高中物理選修(3-4)第11講第一講《簡諧振動的受迫振動》課堂改進作業教學反思設計案例分析案例課文正文【全程復習攻略】2014年高考物理輪復習第11講第一講簡單簡諧振動受迫振動課提高作業教材版選修3-4（40分鐘100分）1.選擇題（本大題共10題，每題7分，共70分）分。選擇題標注在題號后，選擇不全得 4 分） 1、如果物體做簡諧振動，下列說法正確的是（）A。如果位移為負值，那么速度 必須是正值，加速度也必須是正值。 B、當物體經過平衡位置時，所受到的凈外力為零，回復力為零，處于平衡狀態。 C、物體每次經過同一個位置時，其速度不一定相同。 但加速度必須相同 D.當物體的位移增大時，動能增大，勢能減小 2.（2013·瀘州模擬）在“用單擺測量重力加速度”的實驗中，如果測得的 g 值太大，可能這是因為 () A. 擺球的質量太大。 B、單擺擺動幅度小。 C、測量擺的長度時，只考慮擺線的長度，忽略球的半徑。 D. 測量周期時，考慮所有 n 次。 振動被錯誤地記錄為n+1次全振動，這使得周期更小。 3、垂直方向懸掛的彈簧振蕩器，周期T=2s，從最低點向上運動的那一刻開始計數。 一個周期的振動圖像如下 如圖所示，關于該圖像，下列說法正確的是： () 當At=1.25s時，振子的加速度為正，速度也為正。 當Bt=1.7s時，振蕩器的加速度為負，速度也為負。 Ct=1.0 當s時，振蕩器的速度為零，加速度為最大負值。 當Dt=1.5s時，振子速度為零，加速度為最大負值 4.（2013·松江模擬）關于單擺的運動有下列說法，正確答案是（）A擺錘的恢復力是擺線的拉力和重力的合力。 B、擺錘的恢復力是重力沿擺錘運動路徑的切向分力。 C、擺的周期與質量無關。 它與振幅、擺長和局部重力加速度有關。 D. 擺鐘在山腳下走得準確，上山時走得更快。 5、如圖所示，圖A是利用沙擺演示簡諧振動圖像的裝置。
當將含沙漏斗下的薄木板勻速水平拉出時，從漏斗中漏出的沙子在木板上做簡諧振動所形成的曲線，顯示出沙擺振動位移的變化時間。 已知木板被水平拉動的速度為0.20m/s，圖B所示木板一段的長度為0.60m，則本次實驗中沙擺的擺長為（取g=π2)()A.0.56mB。 0.65mC.1.0mD.2.3m6。 (2013·開封模擬) 將質量為m、m的兩塊木塊放置在光滑的水平面上。 下部木塊連接有剛度系數為k的彈簧。 將彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示。 已知兩塊木塊之間的最大靜摩擦力為f。 為了使這兩個木塊組成的系統能夠像一個整體一樣振動，系統的最大振幅為()ABCD7。（多選）如圖所示是兩個單擺A、B做簡諧振動的圖像運動，則 () A. 兩個單擺 A、B 的擺長之比為 2:1 B. 兩個單擺 A、B 的周期比 下圖為單擺在受迫振動，顯示驅動力的振幅A與頻率f的關系。 下列說法正確的是：()A.擺的長度約為10厘米。 B、擺長約為1mC。 如果增加擺長度，共振曲線的“峰值”將向右移動。 D. 如果增加擺錘長度，共振曲線的“峰值”將是“向左移動 9.（多選）將一個擺錘向左拉到水平標記線處，然后從靜止狀態釋放。當擺錘到達最低點，擺錘碰到障礙物，擺錘繼續向右擺動。
使用頻閃相機拍攝如圖所示的擺錘運動的頻閃照片。 如果閃光的時間間隔為Δt，則下列說法正確的是： () A. 擺錘的周期為15 Δt B. 擺錘的周期為30ΔtC。 擺線撞擊障礙物前后的擺長比為9:4D。 擺線撞擊障礙物前后的擺長比為3：210。 （多選）如圖A所示，以O點為平衡位置，彈簧振子在A點和B點之間做簡諧振動。圖B所示為該彈簧振子的振動圖像。 從圖中可以看出，下列正確的說法是（） A.在t=0.2s時，彈簧振子向前方向的加速度最大 B.在t=0.1s和t這兩個時刻=0.3s，彈簧振蕩器處于同一位置C。從t=0到t=0.2s，彈簧振蕩器隨著加速度的增加而減速。 運動 D、t=0.6s 時，彈簧彈性勢能最小 2、計算題（本大題有 2 個小題，共 30 分。必須提供必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的必須提供） （明單位） 11.（能力挑戰題）（12分）某學生設計了一個測量物體質量的裝置，如圖所示，其中P為光滑水平面，物體的剛度系數輕質彈簧為k，A為質量，M為帶夾具的標準質量金屬塊，Q為被測物體，已知該裝置彈簧振子的簡諧振動周期為T =，其中m為振子的質量，k′為與彈簧剛度系數有關的常數，當物體A單獨振動時，測得其振動周期為T1高中物理彈簧平衡點速度，待物體Q的振動周期為測量的值固定在A上，則振動周期為T2。 被測物體的質量是多少？ 該設備與天平相比有何優勢？ 12.（18分）如圖所示，質量m=0.5kg的物體放在質量為M=4.5kg的平臺上，隨著平臺上下移動，做簡諧振動。
假設在簡諧振動期間，兩者始終保持相對靜止。 已知彈簧的剛度系數k=400N/m，振幅A=0.1m。 試求：（1）兩者一起運動到最低點時，物體對平臺施加的壓力大小； (2)當兩者一起運動到最高點時，物體對平臺施加的壓力大小。 （取g=10m/s2）答案分析 1、【分析】選C。如圖所示，在圖上的a、b點，物體處于同一位置，位移為負，加速度必相同，但速度方向分別為負和正。 A是錯誤的，C是正確的。 當物體的位移增大時，動能減小，勢能增大，從而產生D誤差。 當單擺的擺球處于最低點時，處于平衡位置，恢復力為零，但合力不為零，故B錯誤。 【總結改進】以位移為線索，確定簡諧振動物理量的變化（1）從力的角度來看，位移越大，恢復力越大。 根據牛頓第二定律，加速度越大； 回復力的方向與位移的方向相反，加速度的方向與位移的方向相反。 (2)從能量角度看，位移越大，勢能越大。 由于振動系統中機械能守恒，動能越小，速度越小。 (3)對于運動物理量變化的判斷問題，應從圖像或函數表達式中獲取位移變化的信息，進行分析判斷。 2、【分析】選D，由T=2π可得g=。 可見g的測量值與擺球的質量和振幅無關。 A和B都是錯誤的。 如果忽略球的半徑，擺的長度會縮短，因此測量的g值會太小。 C 錯誤； n次全振被誤記為n+1次全振，使得周期太小，導致g的測量值太大。 D 是正確的。
3.【分析】選C，從圖中可以看出，當t=1.25s時，位移為正，加速度為負，A錯誤； t=1.7s時，位移為負，加速度為正，B錯誤； t=1.0s時，位移最大，振子速度為零，加速度為負最大值，C為右； 當t=1.5s時，位移為零，速度最大高中物理彈簧平衡點速度，D錯誤。 [替代變體] 如圖所示，某個粒子沿x軸做簡諧振動的圖像是正確的。 下面正確的說法是（）A。t=4s時，粒子速度最大，加速度為0B。 t= 1s 時，質點速度和加速度均達到最大值C。從0 到1s，質點速度和加速度方向相同。 D、t=2s時，質點的位移沿x軸負方向，加速度也沿x軸負方向。 【分析】選C。從簡諧振動的特性可以看出，當t=1s時，速度最大，加速度為零，但0到1s內兩個方向相同。 當t=2s時，位移沿x軸負方向，但加速度沿x軸正方向； 當t=4s時，質點的加速度最大，沿x軸負方向速度為零，因此C是正確的。 4.【分析】選B。擺的恢復力是重力沿擺球運動軌跡的切向分力，而不是擺球所受的合外力，故A錯誤，B正確； 根據擺的周期公式T=2π，可知擺的周期等于 質量和振幅與擺長和局部重力加速度無關，故C錯誤； 當擺鐘從山腳移動到高山時，擺鐘所在位置的重力加速度g變小。 根據T=2π，可見擺鐘振動周期變大，走時變慢，故D錯誤。
5、【解題指南】回答本題需明確以下三點：（1）將木板勻速水平拉出，得到長度為0.60m的木板所代表的時間。 (2)從板上的曲線得到相應時間內砂擺的振動情況。 (3)單擺的周期公式。 【分析】選擇A。從圖B可知t=2T==3s，T=1.5s。 根據T=2π，擺長約為0.56m，故A正確。 6.【分析】選C，兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，以質量為m的木塊為研究對象。 可以得到總體最大加速度a==，則kA=ma，并且可以得到最大振幅A=，所以選擇C。 。 7、【分析】選擇B或C。從題意來看：TA = 2T B, AA = 2A B。又因T=2π，可得：lA=4lB，故B、C正確，A和 D 都是錯誤的。 8、【分析】選擇B或D。根據圖像可知，單擺的固有頻率為0.5Hz，即周期為2s。 根據周期公式，很容易算出擺的長度約為1m，故A錯誤，B正確； 如果增加擺的長度，則單擺的周期會變長，固有頻率會變小，因此共振曲線的“峰值”會向左移動，C錯，D正確。 9、【分析】選擇B或C，從圖中可以看出，擺球在平衡位置左側的運動時間為9Δt，在平衡位置右側的運動時間為6Δt ，所以單擺的周期為30Δt，B正確，A錯誤； 根據L=T2，我們可以計算出擺線撞擊障礙物前后的擺長比為9：4。 C正確，D錯誤。
10.【分析】選擇B或C，當t=0.2s時，彈簧振子的位移為最大正值，彈簧振子的加速度與位移成正比，方向與位移方向相反, 一個錯誤； 在t=0.1s和t=0.3s兩個時刻，彈簧振子的位移相同，B正確； 從t=0到t=0.2s，彈簧振蕩器從平衡位置運動到最大位移，位移逐漸增大，加速度逐漸增大，加速度方向與速度方向相反，彈簧振蕩器進行減速運動時隨著加速度的增加，C是正確的； t=0.6s時，彈簧振子的位移為負最大值，即彈簧的變形最大，彈簧的彈性勢能最大，D錯誤。 11、【分析】當只有物體A振動時，T1=，當物體Q固定在A上振動時，T2=，（6分）解得m'=M(-1)。 該設備相對于天平的優點是它可以在完全失重或太空中測量物體的質量。 （6分） 答案：M(-1) 優點是可以測量物體完全失重或太空中的質量 12.【分析】 （1）在平衡位置，假設物體的壓縮量彈簧為x，有(M+m)g=kx，解為x=0.125m。 （3分） 在最低點，假設物體對平臺的壓力為F1。 根據牛頓第三定律可知，平臺對物體的支撐力也為F1。 對于整個k(x+A)-(M+m)g =(M+m)a1 (4分) 對于m，F1-mg=ma1，解為a1=8m/s2，F1=9N。 （3分） （2）在最高點，設物體對平臺的壓力為F2。 對于整體（M+m）gk（xA）=（M+m）a2（3點）對于m來說，mg-F2=ma2（3點）求解得到a2=8m/s2，F2=1N。 （2分）答案：（1）9N （2）1N 關閉Word文檔，返回原版塊 易城教育資源網