(配套教参)高效作业26 机械振动-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业26　机械振动 (见学生用书P339) 微考点一　简谐运动的规律 1．如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝10sin cm。下列说法正确的是(　C　) A．M、N间距离为10 cm B．振子的运动周期是0.4 s C．t＝0时，振子位于N点 D．t＝0.05 s时，振子具有最大加速度 【解析】 由振动方程可知振幅为10 cm，所以M、N间的距离为20 cm，故A错误；由振动方程可知ω＝10π rad/s，则T＝＝0.2 s，故B错误；t＝0时x＝10sin cm＝10 cm，即振子位于N点，故C正确；t＝0.05 s时x＝10sin cm＝0，振子的加速度为零，故D错误。故选C。 2．如图所示，两根完全相同的水平弹簧和一根张紧的水平细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，则在运动过程中(　C　) A．甲的振幅大于乙的振幅 B．甲的振幅小于乙的振幅 C．甲的最大速度小于乙的最大速度 D．甲的最大速度大于乙的最大速度 【解析】 线断开前，两根弹簧伸长的长度相同，离开平衡位置的最大距离相同，即振幅相同，选项A、B错误；在细线断开的瞬间，弹簧的弹性势能相同，到达各自的平衡位置时，甲、乙的最大动能相同，由于甲的质量大于乙的质量，由E k＝mv2可知，甲的最大速度小于乙的最大速度，选项C正确，D错误。 微考点二　简谐运动振动图像的理解和应用 3．如图所示，弹簧振子上下振动，白纸以速度v向左匀速运动，振子所带墨笔在白纸上留下如图所示曲线，建立坐标系如图所示，y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标，则(　D　) A．该弹簧振子的振动周期为2x0 B．该弹簧振子的振幅为y1 C．该弹簧振子的平衡位置在弹簧原长处 D．该弹簧振子的圆频率为 【解析】 该弹簧振子的振动周期为T＝，选项A错误；该弹簧振子的振幅为A＝(y1－y2)，选项B错误；该弹簧振子的平衡位置满足mg＝kx0，则平衡位置不在弹簧原长处，弹簧处于伸长状态，选项C错误；该弹簧振子的圆频率为ω＝＝，选项D正确。故选D。 4．用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示。下列描述正确的是(　C　) A.1～2 s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大 B．2～3 s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大 C．t＝4 s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值 D．t＝5 s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值 【解析】 题图是振子的振动图像，在1～2 s时间内，小球由最大位置向平衡位置移动，故它的速度在逐渐增大，加速度在逐渐减小，选项A错误；在2～3 s时间内，小球由平衡位置向反方向的最大位置移动，弹簧的形变量在增大，故弹性势能在增大，弹力也在逐渐增大，选项B错误；在t＝4 s时，小球处于平衡位置，故它的速度达到最大值，弹簧的弹性势能最小，选项C正确；在t＝5 s时，小球位于正向最大位移处，它受到的回复力的方向指向x轴的负方向，故弹簧的弹力是负的最大值，小球的加速度为负的最大值，选项D错误。 微考点三　单摆周期公式的应用 5．2023·上虞中学模拟图甲是用沙摆演示振动图像的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动。若用手拉木板做匀速运动，实验时细沙在木板上留下的情形如图甲所示。某次实验中，手拉木板的速度大小约为0.20 m/s，测得图乙所示的一段木板的长度约为0.60 m。下列判断正确的是(　D　) 甲　　　　　　　　　乙 A. 图中的曲线是沙摆的运动轨迹 B．图中的曲线是木板的运动轨迹 C．图中的曲线是细沙的运动轨迹 D．实验所用沙摆对应的摆长约为0.56 m 【解析】 由题意可知，图中的曲线是沙摆与木板运动的合运动的轨迹，选项A、B、C错误；由木板的速度与波长可知，周期T＝1.5 s，根据单摆的周期公式T＝2π，得摆长L＝≈0.56 m，选项D正确。 6．2023·鲁迅中学模拟如图所示，将密度为ρ(小于水的密度ρ水)的小球用长为L的细线拴住并固定在装满水的容器底部，忽略阻力，将小球与竖直方向拉开一小角度，小球做简谐运动。重力加速度为g。小球做简谐运动的周期可能为(　C　) A．2π　　　　　　B．2π C．2π D．2π 【解析】 由于小球所受浮力大于重力，取浮力与重力的合力视为等效重力，则mg′＝F浮－mg＝ρ水gV－mg＝ρ水g－mg，得等效重力加速度g′＝·g，小球做简谐运动的周期T＝2π＝2π，故C正确，A、B、D错误。 7．(多选)图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F——t图像，其中F的最大值Fmax