《2022年高二物理第九章机械振动-单摆知识点总结练习题含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高二物理第九章机械振动-单摆知识点总结练习题含答案.docx（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 三、单摆1、单摆： 在细线的一端拴一小球,另一端固定在悬点上,假如悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽视,线长又比球的直径大得多,这样的装置就叫做单摆2、单摆是实际摆的抱负化模型3 摆长:摆球重心到摇摆圆弧圆心的距离 L=L0+R4 偏角:摆球摆到最高点时,细线与竖直方向的夹角（偏角一般小于 5）2、单摆的回复力： 平稳位置是最低点,F回 kx回复力是重力沿切线方向的分力,大小为 mg sin ,方向沿切线指向平稳位置单摆的 周期 只与重力加速度 g 以及摆长 L 有关；所以,同一个单摆具有等时性 重力加速度 g:由单摆所在的空间位置打算；纬度越低
2、,高度越高, g 值就越小；不同星球上 g 值也不同；单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化,但机械能的总量保持不变,即机械能守恒；小球摇摆到最高点时的重力势能最大,动能最小；平稳位置时的动能最大,重力势能最小；如取最低点为零势能点,小球摇摆的机械能等于最高点时的重力势能,也等于平稳位置时的动能；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例一：用以下哪些材料能做成单摆 AF 悬线：细、长、伸缩可以忽视摆球：小而重（即密度大）A. 长为 1 米的细线 B 长为 1 米的细铁丝 C.长为 0.2 米的细丝线D.长为 1
3、 米的麻绳 E.直径为 5 厘米的泡沫塑料球F.直径为 1 厘米的钢球 G.直径为 1 厘米的塑料球H.直径为 5 厘米的钢球例 2.一摆长为 L 的单摆 ,在悬点正下方T5L3g5L/9 处有一钉子 ,就这个单摆的周期是多少？例 3、有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度；已知该单摆在海平面处的周期是 T0,当气球停在某一高度时,测得该单摆周期为 T；求该气球此时离海平面的高度 h；把地球看作质量匀称分布的半径为 R的球体；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3
4、 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 7如下列图为一单摆的共振曲线,求：1； 该单摆的摆长约为多少？（近似认为g=2 m/s2）8 A/cm 4 2 共振时摆球的最大速度大小是多少？o f/Hz 0.250.5 0.75如摆球的质量为50 克,就摆线的最大拉力是多少？a、b、c、d、e 五个单摆,让a 摆略偏离平稳位置后例 11如下列图,在一根张紧的水平绳上,悬挂有无初速释放,在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开头振动；以下说法中正确的有：A各摆的振动周期与 a 摆相同B各摆的振幅大小不同,c 摆的振幅最大C各摆的振动周期不同,c 摆的周期最长D各摆均做自
5、由振动名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 12如下列图； 曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把, 曲轴可带动弹簧振子上下振动；开头时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为 2Hz. 现匀速转动摇把,转速为 240r/min ；（1）当振子稳固振动时,它的振动周期是多大？（2）转速多大时,弹簧振子的振幅最大？解：（ 1）f 弹簧振子 =2Hz f 摇把 =240r/60s=4Hz 由于系统做受迫震惊 所以 f 弹簧振子 =4Hz 所以 T=1/4=0.25s 名师归纳总结 （ 2）由题意发生共振时弹簧振子的振幅最大第
6、5 页,共 12 页即 f 摇把 =2Hz 时此时转速为 120r/min - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - C B B名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - ABACD名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作业 4 单摆一、挑选题 每道题 4 分, 共 36 分 名师归纳总结 1.A 关于单摆 , 以下说法不正确选项 第 8 页,共 12 页A. 单摆的回复力是重力的分力 B.单摆的摆角小于5 , 可看
7、作简谐振动C.单摆的振幅不论多大, 其周期均为2L D.单摆的振动是变加速圆周运动答案 : C g2.A 将秒摆改为频率1Hz 的摆 , 应实行 A. 摆球质量为原先的1B.振幅减小4C.摆长变为原先的4 倍D.摆长为原先的1 答案 : D 43.A 一个单摆从甲地到乙地, 发觉振动变快 , 为调整为原先的快慢, 就 A. 由于g 甲g 乙, 应缩短摆长B.由于g 甲g 乙, 应加长摆长C.由于g甲g 乙, 应缩短摆长D.由于g 甲g 乙, 应加长摆长 答案 : D 4.A 同一单摆放在甲地的振动频率为f 1, 放在乙地的振动频率为f 2, 那么甲、乙两地的重力加速度之比为 A.f1B.f2C
8、.f2D.f2答案 : C 12f2f1f2f2215.A 对于单摆振动过程, 正确选项 A. 摆球机械能守恒. 由于合外力为零B.摆球经过最低点, 动能最大 , 动量值最大C.摆球向最高点摇摆时, 动能转化为势能, 且由于克服重力做功而机械能减小D.摆球到最高点时, 动能为零 , 势能最大答案 : BD - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6.B 一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的1 , 在地球上走得很准的摆钟 4搬到此行星上后 , 此钟的分针走一整圈所经受的时间实际是 A. 1 h B. 1 h C.2h D.4h 答案
9、: C 4 27.B 以平稳位置为坐标原点 , 单摆摆到平稳位置时 , 以下说法正确选项 A. 摆球所受的合力为零 B. 摆球的速度为零C.摆球的回复力为零 D.摆球的位移为零 答案 : CD 8.B 用空心铁球内部装水作摆球 , 如球的正下方有一小孔 , 水不断流出 , 从球内装满水到全部流出为止的过程中 , 其振动周期的大小是 A. 不变 B. 变大 C. 先变大后变小 D.先变小后变大 答案 : C 9.BA、B 两个单摆 , 在同一地点 A 全振动 N1 次的时间内 B 恰好全振动了 N2 次, 那么 A、B 摆长之比为 1 1A. N 1 2 B. N 2 2 C. N 1 2D.
10、N 2 2答案 : D N 2 N 1 N 2 N 1二、填空题 每空 8 分 , 共 24 分 10.B 甲、乙两个单摆 , 甲的摆长为乙的4 倍, 甲摆的振幅是乙摆的3 倍, 甲摆球的质量是乙的2 倍, 那么甲摆动 5 次的时间里 , 乙摇摆 _次答案 : 10 11.BA、B 两单摆 . 当 A 摇摆 20 次,B 摇摆 30 次, 已知 A 摆摆长比 B摆摆长短 40cm,就 A、B 两摆的摆长分别为_cm和_cm答案 : 72;32 三、运算题 每道题 10 分, 共 40 分 12.C 如下列图 , 在 O点悬有一细绳 , 绳上串有一个小球 B, 并能顺着绳子滑下来 , 在 O 点
11、正下方有一半径为 R的光滑圆弧 , 圆心位置恰好为 O 点, 在圆弧轨道上接近 O 处有另一小球 A, 令 A、B 两球同时开头无初速度释放 , 如 A 球第一次到达平稳位置时正好能够和 B 碰上 , 就 B 球与绳之间的摩擦力与 B 球重力之比是多少. 运算时 2=10,g=9.8m/s 2 答案 : 1:5 13.C 在测量某地的重力加速度时 , 用了一个摆长为 2m的单摆测得 100 次全振动时间为 284s. 这个地方的重力加速度多大 .如拿到月球 月球的重力加速度为 1.6m/s 2上去 , 单摆的周期变为多大 .答案 : 9.8m/s 2 14.C 如下列图在一个半径为 R的光滑圆
12、弧形轨道的圆心处有一个静止的小球 A在轨道的边缘处有一个小球名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - B设轨道长度远小于半径R,让 A、B 两球同时由静止开头运动, 通过运算说明哪一个球先到达轨道的最低点答案 : A球15.C 地震仪水平摆的周期图所示是一种记录地震装置的水平摆, 摆球固定在边长为l 、质量可忽视不计的等边三角形的顶点A 上, 它的对边 BC跟竖直线成不大的夹角 , 摆球可绕固定轴BC摇摆 , 求摆球微小摇摆时的周期 . 答案 :解法一 :如下列图 ,过 A 点做 BC 的垂线 ,交 BC 于 O 点,OA
13、 即为等g=gsin ,效摆长 ,为llsin603l,摆球在平稳位置时,把摆球的重力G分解2为与 BC 平行的分力G1 和与 BC 垂直的分力G2,G2=mgsin 其等效重力加速度该摆做微小摇摆时的周期为T2l2l3.略解法二g2gsin作业 5 简谐运动的能量共振一、挑选题 每道题 6 分, 共 54 分 1.A 对做简谐运动的物体来说 , 当它通过平稳位置时 , 具有最大值的是 A. 加速度 B. 势能 C.动能 D.回复力 答案 : C 2.A 做简谐运动的物体 , 在运动到最大位移时 , 具有最大值的物理量是 A. 加速度 B. 速度 C.动能 D.势能 E. 回复力 答案 : D
14、E 3.A 假如存在摩擦和空气阻力 , 那么任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动 , 在振动过程中振幅、周期和机械能将 A. 振幅减小 , 周期减小 , 机械能减小 C.振幅不变 , 周期减小 , 机械能减小B. 振幅减小 , 周期不变 , 机械能减小 D.振幅不变 , 周期不变 , 机械能减小 答案 : B 名师归纳总结 - - - - - - -4.A 摇摆着的单摆 , 振幅会越来越小, 对此所作的以下描画中, 正确选项 A. 单摆做阻尼振动, 在振动的过程中动能始终变小 B.单摆做阻尼振动, 在振动过程中机械能肯定变小C.摆球向上摇摆过程中, 动能减小 , 势能增加 , 机械能可能不
15、变D.摆球向上摇摆过程中, 增加的势能肯定大于削减的动能答案 : B 5.A 一个水平弹簧振子, 振子的质量为m,当振子到达最大位移处时, 立刻给振子粘上一个质量为4 的物体 , m让它们一起振动, 那么 A. 振子的振幅变小B.振子的周期不变C.振子的机械能变大D. 振子达到平稳位置的速度变小答案 : D 第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.BA、B 两个单摆 ,A 摆的固有频率为 f,B 摆的固有频率为 4f, 如让它们在频率为 5f 的驱动力作用下做受迫振动 , 那么 A、B 两个单摆比较 A.A 摆的振幅较大 , 振动频率为 f B.B 摆的
16、振幅较大 , 振动频率为 5f C.A 摆的振幅较大 , 振动频率为 5f D.B 摆的振幅较大 , 振动频率为 4f 答案 : B 7.B 一船在海上以某速度朝东北方向行驶 , 正遇上自北向南的海浪 , 海浪每分钟拍打船体 15 次, 船在水中振动的固有周期是 6s, 为防止发生共振 , 以下可采纳的四种措施中 , 最有效的是 A. 把船改向东航行 , 并使船速增大 B. 把船改向东航行 , 并使船速减小C.把船改向北航行 , 并使船速增大 D.把船改向北航行 , 并使船速减小 答案 : C 8.B 以下关于共振的说法错误选项 A. 共振现象总是有害的 , 所以应尽量防止共振的发生B. 队伍
17、不能用整齐的步伐过桥 , 是为了防止产生周期性的驱动力 , 防止发生共振C.共振筛是通过转变驱动力的频率使它接近筛的固有频率, 产生共振 , 提高筛除杂物的效率D.应用共振时 , 设法使驱动力频率跟受迫振动物体的固有频率接近或相等；防止共振危害时 , 设法使驱动力的频率跟受迫振动物体的固有频率相差很大 答案 : A 9.B 如下列图 , 在曲轴上悬挂一个弹簧振子 , 如不转动把手 , 让振子上下振动 , 其振动周期为 T1, 现使把手以周期 T2匀速转动 T 2T1, 当运动稳固后那么 , 它每转一周 , 给筛子一个驱动力, 这样就做成A. 弹簧振子振动周期为T1B. 弹簧振子振动周期为T 1
18、2T2C.要使弹簧振子振幅增大, 可让把手转速减小D.要使弹簧振子振幅增大, 可让把手转速增大答案 : C 10.B把一个筛子用四根弹簧支起来, 筛子上一个电动偏心轮名师归纳总结 - - - - - - -了一个共振筛 , 筛子做自由振动时, 完成 10 次全振动用时15s, 在某电压下 , 电动偏心轮转速是36r/min 已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量, 可以增大筛子的固有周期, 那么要使筛子的振幅增大, 以下哪些做法是正确的 A. 提高输入电压 B.降低输入电压C. 增加筛子质量D.减小筛子质量 答案 : AC 11.C 如下列图 , 曲轴上悬挂一弹簧振子, 转动摇把 , 曲
19、轴可以带动弹簧振子上下振动, 开始时不转动摇把, 让振子上下自由振动, 测得振动频率为2Hz,然后匀速转动摇把, 转速为 240r/min当振子振动稳固后, 振子的振动周期是 第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - A.0.5s B.0.25s C.2s D.4s 答案 : B 二、填空题 每空 6 分 , 共 24 分 12.C 如下列图 , 为某物体做受迫振动的共振曲线, 从图中可知该物体振动的固有频率是_Hz 在驱动力频率由 150Hz 增大到 250Hz 的过程中 , 物体振动的振幅变化趋势是_200Hz, 是由小到大 , 再由大到小13.C 水平放
20、置的弹簧振子由两个粘在一起的质量相等的物块组成 , 在振动过程中当弹簧拉得最长时 , 如其中一个物块脱落 , 就此弹簧的振幅将为原先的 _倍 , 最大速率为原先的 _倍: 1, 2三、运算题 每道题 11 分, 共 22 分 14.C 汽车沿一条起伏不平的大路行驶 , 路面上凸起处相隔的距离大约都是 16m,汽车的车身是装在弹簧上的 ,当汽车以 8m/s 的速度行驶时 , 车身起伏振动的最剧烈 , 就弹簧的固有频率是多少 .答案 : 0.5Hz 15.C 如下列图是一单摆的共振曲线 , 该单摆的摆长约为多少 .共振时单摆的振幅多大 .共振时单摆摆球的最名师归纳总结 大加速度和最大速度各是多少.g 取 10m/s2 第 12 页,共 12 页答案 : 从共振曲线知 , 单摆的固有频率f=0.5Hz, 由f1g2l得摆长l4gf243.1005.2m1m2142发生共振时 , 单摆振动的振幅最大,A=8cm, 设摆线偏离竖直方向的最大偏角为 , 由机械能守恒定律得mgl 1cos1mv2而1cos2sin2222A2很小时）m222l所以v mAgl0. 08101 m/s0 .25m/s摆球运动到最高点时加速度最大l1mgsinmam,amgsingA10.0080.8 m/s2l1- - - - - - -