第二章 机械振动（讲解）-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第一册经纶学典【学霸题中题】(人教版)

物理·选择性必修第一册·RJ 例2(多选)如图所示,原长为30cm的轻 A.甲的振幅较大,且振动频率为8Hz 弹簧竖立于地面,下端固定于地面,将质 B.甲的振幅较大,且振动频率为9Hz 量m=0.1kg的物体从弹簧顶部静止释放 C.乙的振幅较大,且振动频率为9Hz 平衡时弹簧长为26cm.如果物体从距地面 D.乙的振幅较大,且振动频率为72Hz 130cm处自由下落到弹簧上,当物体压缩弹簧到距地 面22cm时(不计空气阻力,取g=10m/s),有( 答案B A.物体的动能为1J 解析在驱动力的作用下,两弹簧振子做受迫振动,因此 B.物体的重力势能为1.08 甲、乙的振动频率都等于驱动力的频率,是9Hz.根据共 C.弹簧的弹性势能为0.08J 振曲线可知,驱动力的频率越是接近物体的固有频率,做 D.物体的动能与重力势能之和为2.16J 受迫振动的物体的振幅越大,所以选项B正确.其余 答案」AC 选项错误 解析」由题设条件画出示意图如图所 物体距地面26cm时的位置O为物 例2如图所示为同一个单摆分别在地球和月球上做受 体做筒谐运动的平衡位置.根据“对称 迫振动的共振曲线,则图像 表示的是在月球上 性”,物体距地面22cm时A'位置的动能 单摆的共振曲线,可以求得该单摆的摆长为 与距地面30cm时A位置的动能相等, m.月球表面的重力加速度约为 因此只需求出物体自由下落到刚接触弹 簧时的动能即可.由机械能守恒定律得EkA=mg△hA 0.1×10×1J=1J,故选项A正确.物体从A到A,动能 不变,重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,即 △E=mg△h=0.1×10×0.08J=0.08J,A点处弹簧 弹性势能为零,故选项￠正确.由于重力势能的零参考面 不明确,故A'位置的重力势能不能确定,1,08J是物体从 130cm处自由下落至A位置的重力势能的减少量,故 选项B、D错误 答案I11 题型攻略□ 解析」当驱动力的频率等于单摆的固有频率时,单摆的 牢记简谐运动对称点处各物理量的特点,就能熟练振幅最大,由图像可知,此单摆在两星球上自由振动的因 应用对称性解决相关问题. 十五、受迫振动与共振 有频率分别为0.2Hz与0.5Hz.因为fg 重点研析 (1)受迫振动受迫振动指物体在周期性外力下所做ng,地球表面的重力加速度大于月球表面的重力 的运动受追振动的频率由驱动力的频率决定,与物体的加速度,所以图像I为单摆在月球上的共振曲线,在地球 固有频率,能量吸收越好(差),物体的振幅越大(越小).1m,在月球表面2“ 固有频率无关 (2)共振曲线共振是驱动力的频率等于物体固有频表面2x=,得14x=4×31052m≈ 率时的受迫振动驱动力的频率越是接近(远离)物体的 得月球 共鸣是声音的共振 典例精讲 表面重力加速度g m:'s 例1如图所示,两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知 甲弹簧振子的固有频率为8H2,乙弹簧振子的固有频率题型攻略□ 为72Hz,当支架受到竖直方向、频率为9Hz的驱动力作 共振是特殊的受迫振动,弄清两个概念之间的关系, 用做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是()牢记共振曲线的特点,是解决相关间题的策略要了解 些共振的应用与防止的知识.例如,利用共振原理发明了 转速计和共振筛;1940年美国刚刚交付四个月的一座新 桥被一阵大风摧毁;1906年士兵在经过俄国圣彼得堡的 座桥时,桥因士兵步伐整齐而坍塌