振幅周期和频率高二物理第九章第二节典型题剖析

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1、振幅周期和频率高二物理第九章第二节典型题剖析例1　一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为[　　　]A．1∶2，1∶2．B．1∶1，1∶1．C．1∶1，1∶2．D．1∶2，1∶1．分析　振动的周期只决定于振动体本身固有的性质，对弹簧振子则由振子的质量与弹簧的劲度系数决定，与起振时的初始位移大小无关．大处，振子的加速度也越大．所以两情况中的最大加速度之比为1∶2．答C．例2　一个作简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10c

2、m的A、B两点，历时0.5s(图5-7)．过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是　[　　　]A．0.5s．B．1.0s．C．2.0s．D．4.0s．分析　根据题意，由振动的对称性可知：AB的中点(设为O)为平衡位置，A、B两点对称分布于O点两侧；质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间所以，质点从O到D的时间所以　　　　　　　　　　　　　T=2s．答C．说明　本题的关键是认识振动的对称性．如图5-8所示，设C、D为质点振动中

3、左方和右方的极端位置，则由对称性可知：质点从B→D→B的时间一定等于质点从A→C→A的时间，即tBDB=tACA=0.5s．所以，质点振动周期T=tAB+tBDB+tBA+tACA=2s．例3　如图5-9所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两球，其质量mA=0.1kg、mB=0.5kg．静止时弹簧伸长15cm．若剪断A、B间的细线，则A作简谐运动时的振幅和最大加速度为多少？g=10m/s2．分析　剪断A、B间的细线后，A球成为竖直悬挂的弹簧振子，其振幅由它所处的初始状态决定．振动中的最大加速度由振子受到的最大回复力

4、用牛顿第二定律可算出．解答　由两球静止时的力平衡条件，得弹簧的劲度系数为=40N/m．剪断A、B间细线后，A球静止悬挂时的弹簧的伸长量为=2.5cm．弹簧下端的这个位置就是A球振动中的平衡位置．悬挂B球后又剪断细线，相当于用手把A球下拉后又突然释放．刚剪断细线时弹簧比比静止悬挂A球多伸长的长度就是振幅，即A=x=xA=15cm-2.5cm=12.5cm．振动中A球的最大加速度为=50m/s2．讨论物体作简谐运动时，其周期(或频率)由振动体的质量m和回复力公式F=-kx中的比例系数决定，即对于弹簧振子，上述公式中的比

5、例系数k等于弹簧的劲度系数．因此，弹簧振子的振动周期由振子的质量和弹簧的劲度系数决定．即