2021高中人教版物理(选修3-4)复习(讲义+课后练习)：振动综合-讲义.docx

专题：振动综合
题一
题面：图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是（ ）
A．在t＝0.2s时，弹簧振子可能运动到B位置
B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同
C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加
D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同

题二
题面：一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O为振子的平衡位置，如图甲所示。设水平向右方向为正方向，以某一时刻作计时起点（t=0），经1/4周期，振子具有正方向最大加速度。那么，在图乙所示的几个振动图象中（x表示振子离开平衡位置的位移），能正确反映该振子振动状况的是（ ）

题三
题面：若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（ ）
A．频率不变，振幅不变 B．频率不变，振幅转变
C．频率转变，振幅转变 D．频率转变，振幅不变

题四
题面：一个直径为d的空心金属球壳内布满水后，用一根长为L的轻质细线悬挂起来形成一个单摆，如图所示。若在摇摆过程中，球壳内的水从底端的小孔缓慢泄漏，则此摆的周期（ ）
A．恒为T1=2π，由于单摆周期与摆球质量无关
B．确定转变，由于单摆的摆长发生了变化
C．T1先渐渐增大，后又减小，最终又变为T1
D．T1先渐渐减小，后又增大，最终又变为T1

题五
题面：如图所示为一双线摆。它是在水平天花板上用两根细线悬挂一小球构成的, 已知线AC长为l，AC与水平方向成37°角，BC与水平方向成53°角。当小球在垂直于两细线所在的平面的竖直平面内做小摆角振动(小于5°)时, 周期为多少?

题六
题面：如图所示，水平桌面上的木质框架质量为M，悬挂在框架上的轻质弹簧劲度系数为k，铁球质量为m。让铁球上下振动起来。试分析计算：铁球的振幅多大时，恰好能使木质框架离开桌面？

题七
题面：如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量m=2kg，在竖直向上的拉力F作用下，由静止开头竖直向上做匀加速运动，一个装有水平振动的振动频率为f=5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出图示的曲线，测得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm，求拉力F的大小（g取10m/s2）。

课后拓展练习
注：此部分为老师依据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对比详解进行自测.
题一
题面：某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asint，则质点(　　)
A．第1 s末与第3 s末的位移相同
B．第1 s末与第3 s末的速度相同
C．第3 s末至第5 s末的位移方向都相同
D．第3 s末至第5 s末的速度方向都相反

题二
题面：一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示。

（1）求t＝0.25×10－2 s时的位移；
（2）在t＝1.5×10－2 s到2×10－2 s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？
（3）在t＝0s至8.5×10－2 s时间内，质点的路程、位移各多大？

题三
题面：一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．质点振动频率是4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．第4 s末质点的速度为零
D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同
讲义参考答案
题一
答案：A

题二
答案：D

题三
答案：B

题四
答案：BC

题五
答案：

题六
答案：A=

题七
答案：F=24N

课后拓展练习
题一
答案：A
详解：依据x＝Asint，可求得该质点振动周期为T＝8 s，则该质点振动图象如图所示，图象的斜率为正表示速度为正，反之为负，由图可以看出第1 s末和第3 s末的位移相同，但斜率一正一负，故速度方向相反，A正确、B错误；第3 s末和第5 s末的位移方向相反，但两点的斜率均为负，故速度方向相同，选项C、D错误。

题二
答案：（1）－ cm
（2）位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大
（3）34 cm　2 cm
详解：（1）由图可知A＝2 cm，T＝2×10－2 s，振动方程为
x＝Asin＝－Acos ωt＝－2cos t cm
＝－2cos(102πt) cm
当t＝0.25×10－2 s时x＝－2cos cm＝－ cm。
（2）由图可知在1.5×10－2 s～2×10－2 s内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大。
（3）从t＝0s至8.5×10－2 s的时间内质点的路程为s＝17A＝34 cm，位移为2 cm。

题三
答案：B
详解：振动图象表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移，由图象可看出，质点运动的周期T＝4 s，其频率f＝＝0.25 Hz；10 s内质点运动了T，其运动路程为s＝×4A＝×4×2 cm＝20 cm；第4 s末质点在平衡位置，其速度最大；t＝1 s和t＝3 s两时刻，由图象可看出，位移大小相等，方向相反。由以上分析可知，B选项正确。