第7练 简谐运动-【志鸿优化训练】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

第二章 机械振动 第7练 简谐运动 目 二、弹簧振子的位移一时间图像 预习梳理 L.建立坐标系：水平的弹簧振子，以小球的 一、弹黄振子 为坐标原点，沿着 方向建立坐标轴。 1.机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的 小球在平衡位置 时它对平衡位置的位移为正， 运动称为机械振动，简称振动 在 时为负。 2.平衡位置：振动物体所受合力为 的位置 2,绘制图像：用横轴表示振子运动 3.如图所示，带有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另 的 ,纵轴表示振子 一端固定，小球套在 的杆上能够 滑动， 在振动过程中离开 这样的 和 组成的系统称为弹簧振子， 的位移x,振子振动的x一1图像 简称为振子 如图所示，是一条正弦（或余弦） 曲线。 三、简谐运动 ○00000000 1.定义：如果物体的 与 的关系遵从正弦 函数的规律，即它的振动图像(x一1图像)是一条正弦曲 线，这样的振动是一种简谐运动。 2.特点：简谐运动是最 的振动，弹簧振子的运动就 是 运动。 ·13· 3.简谐运动的振动图像(x-1图像) 3.装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图 如图所示： ↑xCTm 所示。将试管竖直提起少许，然后由静 (1)简谐运动的振动图像描述振 止释放并开始计时，在一定时间内试管 动物体的 的 在竖直方向做简谐运动。若取竖直向上 为正方向，则下列描述试管振动的图像 变化规律。 中可能正确的是( (2)简谐运动的振动图像是正弦 (或余弦)曲线，从图像上可直接看出不同时刻振动质点 的位移大小和方向、速度大小和方向的变化趋势。 预习演练 1.如图所示，小球被套在光滑的 000000000000 水平杆上，跟弹簧相连组成弹 簧振子，小球在平衡位置O附 A 近的A、B间往复运动，以O为位移起点，向右为位移x 的正方向，则： 4.一一个质点做简谐运动的图 +x/cm (1)速度由正变成负的位置在 像如图所示，下列说法错误 的是( (2)位移方向改变的位置在 ,负向最大值的位置 A在10s内质点经过的路 在 程是20cm 2.(多选)下列关于理想弹簧振子，说法正确的是( B.在5s末，质点的速度 A.任意的弹簧和任意的小球就可以构成弹簧振子 为零 B弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度 C.1=1.5s和1一2.5s两个时刻质点的位移和速度方向 都相反 C.弹簧振子中小球的体积不能忽略 D.1=1.5s和1=4.5￥两时刻质点的位移大小相等，都 D.弹簧振子中的小球一日振动起来就停不下来 是2cm 14【预习演练】 5.4w 1.A解析运载火新发射升空是运用动量守恒定律，利用 解析设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为比，抛 反冲现象而实现的。爆竹飞上天空也是利用了反冲现 出货物后船的速度为，甲船上的人接到货物后船的递 象，故A正确：运动员跳高是利用动能转化为重力势能， 度为山，由动量守恒定律得 故B错误：地琼绕太阳运动是利用万有引力提供向心力， 货物从乙船抛出过程12%=11一m 故C错误：离弦之箭中“离孩之箭”是由于物体具有惯性， 货物落入甲船过程10m·2h一=1l 故D错误，故选A。 为通免两船相撞应满足叫=的 2.A解析设火萧原来的总质量为M,喷出的气体质量为 解得队=4% m,递度是，剩余的质量为(M一m),速度是v,由动量 守拉定律得（M-m)=m,得=m由上式可知 第二章 机械振动 m越大，罗越大，越大。故A正确 3.B解析：喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计， 第7练 简谐运动 可知在火箭发射的过程中二者组成的系统竖直方向的动 量守恤，以喷出气体的速度方向为正方向，由动量守恒定 【预习梳理】 律得△%十(M一△n)u=0.解得v=一42m/s,故B正 一、1.往复 确，A、C、D错误。故选B 2.0 4.B解析：设船的质量为M,人走动的时候船的速度为，人 3.光滑 自由小球弹簧 的速度为'，人从船头走到船尾用时为，人的位移为L一d, 二，1.平衡位置它的振动右边左边 船的位移为d所以一，d-一 2.时间1平衡位置 。以船后逃的方向为 三、1.位移时间 正方向，根据动量守位有k一m=0,可得M4_mL一4 2.基本简谐 3.(1)位移随时间 小船的质量为M=m一，故B正确。故选B d ·52· 【预习演练】 2.完整 1.(1)A(2)0B 3.(1)时间 (2)比 (3) (4)振动快慢 越大 解析：(1)小球在A,B处速度为0，速度由正变成负的位 置在A点。(2)位移的起点在O点，所以位移方向改变 4.不同状态 的位置在O点，负向最大值位置在B,点。 二、Asin(cl十9】 2.BD解析理想弹簧振子中弹簧的质量可以忽略，小球 L.振幅 体积忽略不计，可看成质点，不计摩擦阻力，小球一旦振 2等 2πf 动起来将不会停下来，而小球振动时，不能超出弹簧的弹 3.相位 性限度。故B、D正确，A,C错误，故选BD 4.初相 3.D解析装有砂粒的试管受到重力和浮力作用，坚直提起 【预习演练】 少许时，浮力小于重力，合力向下。试管释放时，试管处于 最高点（正方向最大位移处）：将在合力作用下向下（负方向） 1B解析：质点的振动周期T=子=0.4s,故时间1 做加速运动，之后试管将做简谐运动，故试管的振动图像中 0时刻位移为正方向最大值。故D正确。故选D T=6}T,所以25s末质点在流大位移处，位移大 4.C解析由题图可知，10$内质点经过的路程s=20cm, 小为4cm,质点通过的路程为4X4X6 cm=100 cm, 故A正确：1=5s时，速度为零，故B正确：1=1.5s和 =2.5s两个时刻的位移方向相反，但速度方向相同，故 故B正确。故选B C错误：由正弦函数的特点可知，1=1.5s和1=4.5s两 2.C解析由图读出网期T=16s则频率为∫== 个时刻的位移大小相等，都为2cm,故D正确。故选C 后，故A错试：质点的振幅等于振子的位移最大值， 第8练简谐运动的描述 由图直接读出振幅A=2cm,故B错误：在0.38时刻，质 【预习梳理】 点正从正向最大位移向平衡位置运动，速度沿负方向：在 一，1.(1)最大距离(2)振幅 0.5s时刻，质，点正从平街位置向负向最大位移处运动， ·53·