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猜想01 机械振动和机械波(40题)
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01简谐运动的定义及描述 1
02弹簧振子模型 2
03单摆模型 4
04等效单摆及摆长问题 6
05机械振动与力学的综合问题 7
06机械波相关物理量的计算 9
07振动图像与波动图像的结合问题 10
08波的多解问题 12
09波的衍射 13
10波的干涉 15
01简谐运动的定义及描述
1.(23-24高二上·江苏镇江·期中)如图所示,半径为R的圆盘边缘有一钉子B,在水平光线下,圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P,以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘,若钉子B的加速度大小为a,试求:
(1)钉子B圆周运动的周期;
(2)写出影子P点的振动方程。
2.(23-24高二上·河北唐山·期中)如图所示,这是一个水平弹簧振子的振动图像,关于该弹簧振子的运动过程,下列说法正确的是( )
A.该小球位移随时间变化的关系式
B.在3s~4s秒时间内,小球的动能在增大
C.在第2s~3s这段时间内,小球的加速度和速度都在减小
D.该小球在100s时的位移是-4cm,路程是4m
3.(23-24高二上·山东潍坊·期中)甲、乙两物体各自做简谐运动,某时刻开始计时,它们的振动方程分别为,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的振幅之比为2∶3
B.甲、乙的振动频率之比为2∶1
C.各自的一个周期内,甲、乙运动的路程之差为4a
D.t=0 时,甲、乙的相位差为
4.(多选)(23-24高二上·山东·期中)相同的弹簧和不同质量的小球组成甲乙两个弹簧振子,它们做简谐运动的图像如图所示,P为其中一个交点,下列说法正确的有( )
A.甲、乙的周期之比为1:2
B.甲乙两振子在0~1s内经过的路程之比为5:2
C.在交点P对应的时刻两个小球的加速度相同
D.乙的振动方程为
02弹簧振子模型
5.(22-23高二下·吉林白城·期中)如图所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时,经过0.5s首次到达C点。
(1)求振幅A和周期T为多少?
(2)画出小球在第一个周期内的x-t图象;
(3)求5s末小球的位移。
6.(23-24高二上·湖南长沙·阶段练习)如图所示,图甲为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为该弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A.弹簧振子受重力、支持力、弹簧的弹力、回复力
B.t=0.1s时,弹簧振子的位移为cm
C.从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地增加
D.在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的回复力相同
7.(23-24高二上·山东滨州·期中)如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,左侧固定着轻弹簧。轻弹簧自由端与右侧墙壁距离为x。套在杆上的小球从右侧以初速度v向左运动,小球将做周期为T的往复运动,且小球与墙面的碰撞没有能量损失。则( )
A.小球做简谐运动
B.若小球的初速度为,则其运动周期小于2T
C.小球第一次向左运动压缩弹簧,弹簧的最大形变量即为x
D.从小球第一次压缩弹簧开始计时,到小球第一次恰好离开弹簧为止,该段时间内左侧墙壁受到的弹簧弹力的冲量为0
8.(多选)(23-24高二上·山东滨州·期中)如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A.在时,弹簧振子的位移为正向最大
B.在时,弹簧振子的速度为正向最大
C.从到时间内,弹簧振子做加速度增加的减速运动
D.在与两个时刻,弹簧振子速度相同,加速度也相同
03单摆模型
9.(22-23高二下·江苏镇江·期中)如图所示的竖直光滑圆弧面,D点为圆弧的中点,B为圆弧最低点,A、C等高,O为圆弧的圆心,.小球由A点静止释放后运动到B点,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.小球所受支持力的冲量指向圆心O
B.小球的加速度总不为零
C.小球受到的合外力就是回复力
D.小球经过运动时间和运动时间相等
10.(多选)(2020高三·全国·专题练习)如图所示,乙图图像记录了甲图单摆摆球的动能、势能和机械能随摆球位置变化的关系,下列关于图像的说法正确的是( )
A.a图线表示势能随位置的变化关系
B.b图线表示动能随位置的变化关系
C.c图线表示机械能随位置的变化关系
D.图像表明摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变
11.(多选)(22-23高二下·甘肃临夏·期末)如图甲所示是个单摆振动的情形,是它的平衡位置,是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右