易城教育資源網(wǎng)免費(fèi)教學(xué)版高中物理選修(3-4)第11講第一講《簡(jiǎn)諧振動(dòng)的受迫振動(dòng)》課堂改進(jìn)作業(yè)教學(xué)反思設(shè)計(jì)案例分析案例課文正文【全程復(fù)習(xí)攻略】2014年高考物理輪復(fù)習(xí)第11講第一講簡(jiǎn)單簡(jiǎn)諧振動(dòng)受迫振動(dòng)課提高作業(yè)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(biāo)注在題號(hào)后，選擇不全得 4 分） 1、如果物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，下列說法正確的是（）A。如果位移為負(fù)值，那么速度 必須是正值，加速度也必須是正值。 B、當(dāng)物體經(jīng)過平衡位置時(shí)，所受到的凈外力為零，回復(fù)力為零，處于平衡狀態(tài)。 C、物體每次經(jīng)過同一個(gè)位置時(shí)，其速度不一定相同。 但加速度必須相同 D.當(dāng)物體的位移增大時(shí)，動(dòng)能增大，勢(shì)能減小 2.（2013·瀘州模擬）在“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，如果測(cè)得的 g 值太大，可能這是因?yàn)?() A. 擺球的質(zhì)量太大。 B、單擺擺動(dòng)幅度小。 C、測(cè)量擺的長(zhǎng)度時(shí)，只考慮擺線的長(zhǎng)度，忽略球的半徑。 D. 測(cè)量周期時(shí)，考慮所有 n 次。 振動(dòng)被錯(cuò)誤地記錄為n+1次全振動(dòng)，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(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的那一刻開始計(jì)數(shù)。 一個(gè)周期的振動(dòng)圖像如下 如圖所示，關(guān)于該圖像，下列說法正確的是： () 當(dāng)At=1.25s時(shí)，振子的加速度為正，速度也為正。 當(dāng)Bt=1.7s時(shí)，振蕩器的加速度為負(fù)，速度也為負(fù)。 Ct=1.0 當(dāng)s時(shí)，振蕩器的速度為零，加速度為最大負(fù)值。 當(dāng)Dt=1.5s時(shí)，振子速度為零，加速度為最大負(fù)值 4.（2013·松江模擬）關(guān)于單擺的運(yùn)動(dòng)有下列說法，正確答案是（）A擺錘的恢復(fù)力是擺線的拉力和重力的合力。 B、擺錘的恢復(fù)力是重力沿?cái)[錘運(yùn)動(dòng)路徑的切向分力。 C、擺的周期與質(zhì)量無關(guān)。 它與振幅、擺長(zhǎng)和局部重力加速度有關(guān)。 D. 擺鐘在山腳下走得準(zhǔn)確，上山時(shí)走得更快。 5、如圖所示，圖A是利用沙擺演示簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖像的裝置。
當(dāng)將含沙漏斗下的薄木板勻速水平拉出時(shí)，從漏斗中漏出的沙子在木板上做簡(jiǎn)諧振動(dòng)所形成的曲線，顯示出沙擺振動(dòng)位移的變化時(shí)間。 已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.20m/s，圖B所示木板一段的長(zhǎng)度為0.60m，則本次實(shí)驗(yàn)中沙擺的擺長(zhǎng)為（取g=π2)()A.0.56mB。 0.65mC.1.0mD.2.3m6。 (2013·開封模擬) 將質(zhì)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(shù)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(gè)木塊組成的系統(tǒng)能夠像一個(gè)整體一樣振動(dòng)，系統(tǒng)的最大振幅為()ABCD7。（多選）如圖所示是兩個(gè)單擺A、B做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖像運(yùn)動(dòng)，則 () A. 兩個(gè)單擺 A、B 的擺長(zhǎng)之比為 2:1 B. 兩個(gè)單擺 A、B 的周期比 下圖為單擺在受迫振動(dòng)，顯示驅(qū)動(dòng)力的振幅A與頻率f的關(guān)系。 下列說法正確的是：()A.擺的長(zhǎng)度約為10厘米。 B、擺長(zhǎng)約為1mC。 如果增加擺長(zhǎng)度，共振曲線的“峰值”將向右移動(dòng)。 D. 如果增加擺錘長(zhǎng)度，共振曲線的“峰值”將是“向左移動(dòng) 9.（多選）將一個(gè)擺錘向左拉到水平標(biāo)記線處，然后從靜止?fàn)顟B(tài)釋放。當(dāng)擺錘到達(dá)最低點(diǎn)，擺錘碰到障礙物，擺錘繼續(xù)向右擺動(dòng)。
使用頻閃相機(jī)拍攝如圖所示的擺錘運(yùn)動(dòng)的頻閃照片。 如果閃光的時(shí)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(zhǎng)比為9:4D。 擺線撞擊障礙物前后的擺長(zhǎng)比為3：210。 （多選）如圖A所示，以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，彈簧振子在A點(diǎn)和B點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。圖B所示為該彈簧振子的振動(dòng)圖像。 從圖中可以看出，下列正確的說法是（） A.在t=0.2s時(shí)，彈簧振子向前方向的加速度最大 B.在t=0.1s和t這兩個(gè)時(shí)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(yùn)動(dòng) D、t=0.6s 時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能最小 2、計(jì)算題（本大題有 2 個(gè)小題，共 30 分。必須提供必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的必須提供） （明單位） 11.（能力挑戰(zhàn)題）（12分）某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體質(zhì)量的裝置，如圖所示，其中P為光滑水平面，物體的剛度系數(shù)輕質(zhì)彈簧為k，A為質(zhì)量，M為帶夾具的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量金屬塊，Q為被測(cè)物體，已知該裝置彈簧振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期為T =，其中m為振子的質(zhì)量，k′為與彈簧剛度系數(shù)有關(guān)的常數(shù)，當(dāng)物體A單獨(dú)振動(dòng)時(shí)，測(cè)得其振動(dòng)周期為T1高中物理彈簧平衡點(diǎn)速度，待物體Q的振動(dòng)周期為測(cè)量的值固定在A上，則振動(dòng)周期為T2。 被測(cè)物體的質(zhì)量是多少？ 該設(shè)備與天平相比有何優(yōu)勢(shì)？ 12.（18分）如圖所示，質(zhì)量m=0.5kg的物體放在質(zhì)量為M=4.5kg的平臺(tái)上，隨著平臺(tái)上下移動(dòng)，做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
假設(shè)在簡(jiǎn)諧振動(dòng)期間，兩者始終保持相對(duì)靜止。 已知彈簧的剛度系數(shù)k=400N/m，振幅A=0.1m。 試求：（1）兩者一起運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，物體對(duì)平臺(tái)施加的壓力大小； (2)當(dāng)兩者一起運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體對(duì)平臺(tái)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(diǎn)，物體處于同一位置，位移為負(fù)，加速度必相同，但速度方向分別為負(fù)和正。 A是錯(cuò)誤的，C是正確的。 當(dāng)物體的位移增大時(shí)，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，從而產(chǎn)生D誤差。 當(dāng)單擺的擺球處于最低點(diǎn)時(shí)，處于平衡位置，恢復(fù)力為零，但合力不為零，故B錯(cuò)誤。 【總結(jié)改進(jìn)】以位移為線索，確定簡(jiǎn)諧振動(dòng)物理量的變化（1）從力的角度來看，位移越大，恢復(fù)力越大。 根據(jù)牛頓第二定律，加速度越大； 回復(fù)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(shì)能越大。 由于振動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)械能守恒，動(dòng)能越小，速度越小。 (3)對(duì)于運(yùn)動(dòng)物理量變化的判斷問題，應(yīng)從圖像或函數(shù)表達(dá)式中獲取位移變化的信息，進(jìn)行分析判斷。 2、【分析】選D，由T=2π可得g=。 可見g的測(cè)量值與擺球的質(zhì)量和振幅無關(guān)。 A和B都是錯(cuò)誤的。 如果忽略球的半徑，擺的長(zhǎng)度會(huì)縮短，因此測(cè)量的g值會(huì)太小。 C 錯(cuò)誤； n次全振被誤記為n+1次全振，使得周期太小，導(dǎo)致g的測(cè)量值太大。 D 是正確的。
3.【分析】選C，從圖中可以看出，當(dāng)t=1.25s時(shí)，位移為正，加速度為負(fù)，A錯(cuò)誤； t=1.7s時(shí)，位移為負(fù)，加速度為正，B錯(cuò)誤； t=1.0s時(shí)，位移最大，振子速度為零，加速度為負(fù)最大值，C為右； 當(dāng)t=1.5s時(shí)，位移為零，速度最大高中物理彈簧平衡點(diǎn)速度，D錯(cuò)誤。 [替代變體] 如圖所示，某個(gè)粒子沿x軸做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖像是正確的。 下面正確的說法是（）A。t=4s時(shí)，粒子速度最大，加速度為0B。 t= 1s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度和加速度均達(dá)到最大值C。從0 到1s，質(zhì)點(diǎn)速度和加速度方向相同。 D、t=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移沿x軸負(fù)方向，加速度也沿x軸負(fù)方向。 【分析】選C。從簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特性可以看出，當(dāng)t=1s時(shí)，速度最大，加速度為零，但0到1s內(nèi)兩個(gè)方向相同。 當(dāng)t=2s時(shí)，位移沿x軸負(fù)方向，但加速度沿x軸正方向； 當(dāng)t=4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度最大，沿x軸負(fù)方向速度為零，因此C是正確的。 4.【分析】選B。擺的恢復(fù)力是重力沿?cái)[球運(yùn)動(dòng)軌跡的切向分力，而不是擺球所受的合外力，故A錯(cuò)誤，B正確； 根據(jù)擺的周期公式T=2π，可知擺的周期等于 質(zhì)量和振幅與擺長(zhǎng)和局部重力加速度無關(guān)，故C錯(cuò)誤； 當(dāng)擺鐘從山腳移動(dòng)到高山時(shí)，擺鐘所在位置的重力加速度g變小。 根據(jù)T=2π，可見擺鐘振動(dòng)周期變大，走時(shí)變慢，故D錯(cuò)誤。
5、【解題指南】回答本題需明確以下三點(diǎn)：（1）將木板勻速水平拉出，得到長(zhǎng)度為0.60m的木板所代表的時(shí)間。 (2)從板上的曲線得到相應(yīng)時(shí)間內(nèi)砂擺的振動(dòng)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(jù)T=2π，擺長(zhǎng)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(zhì)量為m的木塊為研究對(duì)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(cuò)誤的。 8、【分析】選擇B或D。根據(jù)圖像可知，單擺的固有頻率為0.5Hz，即周期為2s。 根據(jù)周期公式，很容易算出擺的長(zhǎng)度約為1m，故A錯(cuò)誤，B正確； 如果增加擺的長(zhǎng)度，則單擺的周期會(huì)變長(zhǎng)，固有頻率會(huì)變小，因此共振曲線的“峰值”會(huì)向左移動(dòng)，C錯(cuò)，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(cè)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為9Δt，在平衡位置右側(cè)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為6Δt ，所以單擺的周期為30Δt，B正確，A錯(cuò)誤； 根據(jù)L=T2，我們可以計(jì)算出擺線撞擊障礙物前后的擺長(zhǎng)比為9：4。 C正確，D錯(cuò)誤。
10.【分析】選擇B或C，當(dāng)t=0.2s時(shí)，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(gè)錯(cuò)誤； 在t=0.1s和t=0.3s兩個(gè)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)時(shí)隨著加速度的增加，C是正確的； t=0.6s時(shí)，彈簧振子的位移為負(fù)最大值，即彈簧的變形最大，彈簧的彈性勢(shì)能最大，D錯(cuò)誤。 11、【分析】當(dāng)只有物體A振動(dòng)時(shí)，T1=，當(dāng)物體Q固定在A上振動(dòng)時(shí)，T2=，（6分）解得m'=M(-1)。 該設(shè)備相對(duì)于天平的優(yōu)點(diǎn)是它可以在完全失重或太空中測(cè)量物體的質(zhì)量。 （6分） 答案：M(-1) 優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)量物體完全失重或太空中的質(zhì)量 12.【分析】 （1）在平衡位置，假設(shè)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(diǎn)，假設(shè)物體對(duì)平臺(tái)的壓力為F1。 根據(jù)牛頓第三定律可知，平臺(tái)對(duì)物體的支撐力也為F1。 對(duì)于整個(gè)k(x+A)-(M+m)g =(M+m)a1 (4分) 對(duì)于m，F(xiàn)1-mg=ma1，解為a1=8m/s2，F(xiàn)1=9N。 （3分） （2）在最高點(diǎn)，設(shè)物體對(duì)平臺(tái)的壓力為F2。 對(duì)于整體（M+m）gk（xA）=（M+m）a2（3點(diǎn)）對(duì)于m來說，mg-F2=ma2（3點(diǎn)）求解得到a2=8m/s2，F(xiàn)2=1N。 （2分）答案：（1）9N （2）1N 關(guān)閉Word文檔，返回原版塊 易城教育資源網(wǎng)