第二章　机械振动　章末复习 课件-高中物理选择性必修1（人教版2019）

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第二章章末复习1.(2021·兰州市第二十八中学高二期中)劲度系数为20 N/cm的水平方向弹簧振子的振动图像如图所示，在图中A点对应的时刻A.振子的速度方向为x轴正方向B.在0～4 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为0C.在0～4 s内振子做了1.75次全振动D.振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴负方向√在A点的后一个时刻，位置坐标变大，故振子的速度方向为x轴正方向，故A正确；由题图可知，振子的周期为2 s，振幅为0.5 cm，所以在0～4 s内振子通过的路程为4 cm，位移为0，完成了2次全振动，故B、C错误；根据胡克定律F＝kx，F＝20×0.25 N＝5 N，方向指向x轴负方向，故D错误.2.如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧始终在弹性限度内，则物体在振动过程中 A.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B.物体在最低点时的加速度大小应为2gC.物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mgD.弹簧的最大弹性势能等于2mgA√系统机械能守恒，动能、重力势能、弹性势能总量不变，振动过程中重力势能一直变化，弹簧的弹性势能和物体动能总和一直变化，故A错误；受力分析如图，物体在最高点时所受回复力为mg，根据振动对称性，最低点的回复力也应为mg，则在最低点时的加速度为g，向上，故B错误；平衡位置处有kA＝mg，最低点时弹簧形变量为2A，弹力2kA＝2mg，故C错误；振动至最低点时，弹簧的弹性势能最大，系统机械能守恒，重力势能转化为弹性势能，Ep＝2mgA，故D正确.3.如图甲所示，弹簧振子在B、C间振动，O为B、C间的中点，若取水平向右为正方向，其振动图像如图乙所示，可知B、C间距离为________ cm，从t＝0开始，经过________ s振子第二次到达B点.23.5由题图可知，弹簧振子的振动周期T＝2 s，振幅A＝1 cm，B、C间距离s＝2A＝2 cm，分析振子的运动过程可知，从t＝0时开始振子经过平衡位置向右运动，经过时间T＝3.5 s第二次到达B点.4.如图所示，一质点在a、b间做简谐运动，O是它振动的平衡位置.若从质点经过O点开始计时，经3 s，质点第一次到达M点，再经2 s，它第二次经过M点，则该质点的振动图像可能是 A.B.C.D.√单摆周期公式的应用5.(2022·北京市十一学校高一期末)单摆是我们研究简谐运动中常用的模型.已知某单摆的摆长为L，摆球质量为m，当地重力加速度为g.将此摆球在所在的竖直平面内向拉离平衡位置一个小角度θ，自由释放.(1)在θ很小时，sin θ≈ (其中x为小球的位移)，由此写出单摆回复力与位移的关系式，并说明为何单摆可视为简谐运动；则F＝－kx故单摆在摆角很小的情况下的运动为简谐运动.(2)简谐运动的周期公式T＝2π (其中k是回复力与位移的比例系数，m为系统的质量)，结合(1)推导出单摆的周期公式；(3)当摆球运动到最低点时，求细线拉力的大小.答案　3mg－2mgcos θ联立解得F′＝3mg－2mgcos θ.6.将力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝θ，θ小于5°且是未知量.图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力F的大小随时间t变化的曲线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息，求摆球的振动周期和摆长.(g取10 m/s2)答案　0.4π s　0.4 m一个周期内摆球两次经过最低点，且在最低点细线的拉力最大，由F－t图线可知，单摆的周期T＝0.4π s.