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《2020_2021学年高中物理第一章机械振动3简谐运动的图像和公式课时评价含解析教科版选修3_4.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、简谐运动的图像和公式(40分钟 100分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(2020·内江高二检测)一竖直弹簧振子做简谐运动,其振动图像如图所示,那么在(-Δt)和(+Δt)(Δt是微小的时间)两时刻,弹簧振子的( )A.相对平衡位置的位移相同 B.速度相同C.加速度相同D.弹性势能相同【解析】选B。在两时刻振子的位移大小相等、方向相反,加速度大小相等方向相反,速度相同,弹性势能不同,故选B。2.装有砂粒的试管竖直静立于水面,如图所示,将管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方
2、向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向,则如图所示描述试管振动的图像中可能正确的是( )【解析】选D。试管在竖直方向上做简谐运动,平衡位置是在重力与浮力相等的位置,开始时向上提起的距离,就是其偏离平衡位置的位移,为正向最大位移,故正确答案为D。-7-/73.(多选)一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系图像如图所示,由图可知( )A.质点振动的频率是4HzB.质点振动的振幅是2cmC.t=3s时,质点的速度最大D.在t=3s时,质点的振幅为零【解析】选B、C。由题图可以直接看出振幅为2cm,周期为4s,所以频率为0.2
3、5Hz,所以选项A错误,B正确;t=3s时,质点经过平衡位置,速度最大,所以选项C正确;振幅等于质点偏离平衡位置的最大位移,与质点的位移有着本质的区别,t=3s时,质点的位移为零,但振幅仍为2cm,所以选项D错误。4.(多选)一质点做简谐运动的振动图像如图所示,质点的速度与加速度方向相同的时间段是( )A.0～0.3s B.0.3～0.6sC.0.6～0.9sD.0.9～1.2s【解析】选B、D。质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同,与位移方向相反,总是指向平衡位置;位移增加时速度与位移方向相同,位移减小时
4、速度与位移方向相反。综上可知B、D正确,A、C错误。5.(多选)如图为某质点的振动图像,由图像可知( )-7-/7A.质点的振动方程为x=-2sin50πt(cm)B.在t=0.01s时质点的速度为负向最大C.P时刻质点的振动方向向下D.从0.02s至0.03s质点的位移增大,速度减小【解析】选A、D。由题图可知质点振动方程为x=2sin(50πt+π)(cm)=-2sin50πt(cm),A正确;t=0.01s时质点位移负向最大,速度为零,B错误;P时刻质点的振动方向向上,C错误;在0.02s至0.03s,质点离开平衡位
5、置,位移增大,速度减小,D正确。故选A、D。6.(多选)(2020·某某高二检测)如图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图像,从图像可知( )A.两摆球的质量相等B.两单摆的振幅相等C.两单摆相位相差D.两单摆的摆长相等【解析】选C、D。单摆的周期与质量无关,故A错误;由振动图线可看出两单摆的振幅不同,相位差相差,故B错,C对;由图线知两单摆的周期都是T=8s,由周期公式可知两单摆的摆长相等,故D正确。二、非选择题(24分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)-7-/77.某个质点的简谐运动图像如图所示,
6、求振动的振幅和周期。【解析】由图读出振幅A=10cm①简谐运动方程x=Asin②代入数据-10=10sin得T=8s答案:10cm 8s【加固训练】如图所示,质点在前6s内通过的路程是多少?在6～8s的平均速度大小为多少?方向如何?【解析】质点在前6s内通过的路程s=×4×2cm=6cm。6～8s内平均速度大小===1×10-2m/s,方向沿x轴正方向。答案:6cm 1×10-2m/s 方向沿x轴正方向【总结提升】简谐运动图像问题的分析方法(1)要理解图像的意义。(2)要把图像与质点的实际振动过程联系起来。(3)充分利用图像
7、的直观性,把图像与振动过程联系起来,图像上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等),图像上的一段对应振动的一个过程,关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向。-7-/78.(7分)(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,下列说法中正确的是( )A.甲、乙两单摆的摆长相等B.甲摆的机械能比乙摆大C.在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆D.由图像可以求出当地的重力加速度【解析】选A、C。由图看出,两单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式T=2π得知,甲、乙两单摆的摆长L相等,故A正确。甲摆的振
8、幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,尽管甲摆的振幅比乙摆大,两摆的摆长也相等,但由于两摆的质量未知,无法比较机械能的大小,故B错误。在t=0.5s时,甲摆经过平衡位置,振动的加速度为零,而乙摆的位移为负的最大,则乙摆具有正向最大加速度,故C正确。由单摆的周期公式T=2π得g=,由于单摆的摆长
