内容正文:
第二章 机械振动
1
1.简谐运动
2
核心模型 考点对点练
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典型考点一 对振动与弹簧振子的理解
1.下列运动中可以看作机械振动的是( )
A.声带发声 B.音叉被移动
C.火车沿斜坡行驶 D.秋风中树叶落下
解析 物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动,称为机械振动,简称振动。声带发出声音是因为在其平衡位置附近振动,故A正确;音叉被移动、火车沿斜坡行驶、秋风中树叶落下都是单方向的运动,不是在其平衡位置附近的振动,故B、C、D错误。
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核心能力提升练
2. (多选)弹簧上端固定在O点,下端连接一小球,组成一个振动系统,如图所示。用手将小球向下拉一小段距离后释放,小球便上下振动起来。关于小球的平衡位置,下列说法正确的是( )
A.在小球运动的最低点
B.在弹簧处于原长时的位置
C.在小球速度最大时的位置
D.在小球原来静止时的位置
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解析 平衡位置是振动系统不振动时,小球(振子)处于平衡状态时所处的位置,可知此时小球所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等,即mg=kx,弹簧处于伸长状态,故D正确,B错误;当小球处于平衡位置时,其加速度为零,速度最大,而在小球运动的最低点,其速度为零,加速度最大,A错误,C正确。
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[名师点拨] 对平衡位置的理解
(1)平衡位置是指做机械振动的物体原来静止时的位置,即物体原来静止时所受合力为零的位置。
(2)物体做机械振动时,在平衡位置所受合力不一定为零,但在运动方向上所受合力一定为零。如钟摆的摆动,在平衡位置存在向心力。
(3)对于弹簧振子,小球在平衡位置处时弹簧不一定处于原长。
名师点拨
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典型考点二 弹簧振子的位移—时间图像
3.(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的
弹簧振子的位移—时间图像,下列关于该图像的说
法正确的是( )
A.该图像的坐标原点建立在振子的平衡位置
B.从图像中可以看出振子在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示振子在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿垂直于x轴方向匀速运动
D.图像中振子的疏密显示出相同时间内振子位置变化的快慢不同
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典型考点三 简谐运动及其图像的认识和理解
4.(多选)如图所示,弹簧振子在a、b两点间做简谐运动,在振子从最大位移处a向平衡位置O运动过程中( )
A.位移方向向左,速度方向向左
B.位移方向向左,速度方向向右
C.位移不断增大,速度不断减小
D.位移不断减小,速度不断增大
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解析 在振子从最大位移处a向平衡位置O运动的过程中,振子受到的合力向右且不断减小,速度方向向右且不断增大;位移由平衡位置指向振子所处位置,方向向左,位移不断减小。故B、D正确,A、C错误。
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5. (多选)如图所示是质点做简谐运动的图像。由此可知( )
A.t=0时,质点位移、速度均为零
B.t=2 s时,质点位移最大、速度为零
C.t=4 s时,质点位移为零、速度负向最大
D.t=8 s时,质点停止运动
核心模型 考点对点练
核心能力提升练
解析 t=0时,质点速度最大、位移为零,A错误;t=2 s时,质点位移最大、速度为零,B正确;t=4 s时,质点经过平衡位置,位移为零,速度沿负方向且最大,C正确;t=8 s时,质点位移为零,速度最大,没有停止运动,D错误。
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[名师点拨] 1.简谐运动图像的应用
(1)可以从图像中直接读出某时刻质点的位移大小和方向、速度方向、质点的最大位移。
(2)也可比较不同时刻质点位移的大小、速度的大小。
(3)还可以预测一段时间后质点位于平衡位置的正向或负向、质点位移的大小与方向、速度的方向和大小的变化趋势。
2.分析图像问题时,要把图像与物体的振动过程联系起来
(1)图像上的一个点对应振动中的一个状态。
(2)图像上的一段图线对应振动中的一个过程。
名师点拨
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1.下列振动是简谐运动的有( )
A.手拍篮球的运动
B.弹簧的下端悬挂一个钢球,上端固定组成的振动系统的运动
C.树枝的摇摆
D.从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动
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解析 手拍篮球,球在手和地面之间往复运动,下落和上升时均做匀变速直线运动,不是简谐运动,A错误;弹簧和钢球组成的振动系统的运动属于简谐运动,B正确;树枝的摇摆是不规则的,不一定属于简谐运动,C错误;钢球自由下落过程做匀变速直线运动,不是简谐