《2022年高考物理二轮复习选修-简谐运动题型归纳.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理二轮复习选修-简谐运动题型归纳.docx（18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、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -高考二轮复习选修3-4简谐运动题型归纳题型一：简谐运动的特点【例题】一个质点做简谐振动, 其位移 x 与时间 t的关系图线如下列图,在 t=4s时,质点的（）A.速度为正的最大值, 加速度为零B.速度为负的最大值, 加速度为零C.速度为零, 加速度为正的最大值D.速度为零, 加速度为负的最大值【答案】 B【解析】 由图象可知,在t=4s时,质点位于平稳位置在向负方向运动,此时速度为负的最大值,加速度为零.故ACD错误 B 正确.【点睛】此题是对简谐振动特点的考查.要知道加速度和复原力具有正比同向的关系,
2、而复原力和位移具有正比反向的关系.而速度最大时加速度最小,此时物体的位移为零.【类题训练】1、一质点做简谐运动,就以下说法中正确选项（）A. 如位移为负值,就速度肯定为正值,加速度也肯定为正值B. 质点通过平稳位置时,速度为零,加速度最大C. 质点每次通过平稳位置时,加速度不肯定相同,速度也不肯定相同1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -D.
3、质点每次通过同一位置时,其速度不肯定相同,但加速度肯定相同【答案】D【解析】 试题分析：如位移为负值,就复原力为负值,加速度也肯定为负值,但是速度不肯定为负值, 选项 A 错误.质点通过平稳位置时,加速度为零,速度最大,选项B 错误.质点每次通过平稳位置时,加速度肯定相同且均为零,速度大小相同,但是方向不肯定相同,故速度不肯定相同,选项C 错误, D正确.应选 D2、右图为某质点沿x轴做简谐运动的图象, 以下说法中正确选项A. 在 t= 4s 时质点速度最大 , 加速度为 0B. 在 t= 1s 时, 质点速度和加速度都达到最大值C. 在 0 到 1s 时间内 , 质点速度和加速度方向相同D.
4、 在 t= 2s 时, 质点的位移沿 x 轴负方向 , 加速度也沿 x 轴负方向【答案】C【解析】试题分析：依据加速度与位移方向相反,读出加速度的方 向分析位移的变化,确定速度方向及其变化依据质点的位置,分析加速度和速度的大小在 t=4s时质点位于最大位移处, 速度为 0,加速度最大, 故 A 错误.2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -在 t
5、=1s时,质点通过平稳位置,速度最大,而加速度为0,故 B 错kx误.在 0 到 1s 时间内,质点的速度沿负方向, 位移为正方向,由 am知,加速度沿负方向,就两者方向相同,C正确. 在 t=2s 时,质点的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_位移沿 x 轴负方向,依据 a误kx 知,加速度沿x 轴正方向,故D 错m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、以下关于简谐振动的说法正确选项（）A. 速度和加速度第一次同时复原为原先的大小和方向所经受的过程为一次全振动B. 位移的方向总跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同C. 一个全振动指的是动能或势能第一次复原为原先的大小
6、所经受的过程D. 位移减小时,加速度减小,速度增大E. 物体运动方向指向平稳位置时,速度的方向与位移的方向相反.背离平稳位置时,速度方向与位移方向相同【答案】ADE【解析】 A、速度和加速度第一次同时复原为原先的大小和方向所经受的过程为一次全振动,故A 正确. B、回复力与位移方向相反,故加速度和位移方向相反,但速度可以与位移相同,也可以相反,物体 运动方向指向平稳位置时, 速度的方向与位移的方向相反.背离平稳位置时,速度方向与位移方向相同,故B 错误, E 正确.C、一次全振动时, 动能和势能均会有两次复原为原先的大小,故 C错误.3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料
7、名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -D、当位移减小时,回复力减小,就加速度在减小,物体正在返回平稳位置.故速度在增大,故D正确.题型二：单摆周期公式的懂得及应用【例题】摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同,其振动图象如下列图.选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面,由图可知A. 甲、乙两单摆摆长之比是49B. t a 时刻甲、乙两单摆的摆角相等C. t b 时刻甲、乙两单摆的势能差最大D. t c
8、时刻甲、乙两单摆的速率相等【答案】AC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【解析】A、由振动图象得到甲、乙两个单摆的周期之比为T甲 : T乙2:3 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据单摆周期公式 T2L 得T 2gL ,故甲、乙两个单摆的摆长之比可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为 4 : 9 ,故 A 正确.B、依据摆长不同,摇摆幅度相同,故摆角不等,故B 错误.C、有图可知 tb 时刻甲、乙两单摆的偏离平稳位置的差值最大,故势能差最大,故 C 正确.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
9、D 、 tc时 刻 甲 、 乙 两 单 摆 的 处 于 平 衡 位 置 , 由 动 能 定 理 得 ：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mg（l 1cos ）12mv ,2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由几何关系知： sinA,（ A 为振幅,l 为摆长）,联立得：v甲l2gl1x,4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_xv乙2gl19,故 D错误.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4可编辑资料
10、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_点睛：此题关键从 x-t图象得到周期, 然后依据周期公式 T2L 求g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解摆长之比,难度较大.【类题训练】 1、某单摆由 1m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成, 关于单摆周期,以下说法中正确选项（）A. 用大球替代小球,单
11、摆的周期不变x.kwB. 摆角从 5 改为 3 ,单摆的周期会变小C. 用等大的铜球替代铁球,单摆的周期不变D. 将单摆从赤道移到北极,单摆的周期会变大【答案】C【解析】用大球替代小球, 单摆摆长变长, 由单摆周期公式T=2Lg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可知,单摆的周期变大, 故 A 错误.由单摆周期公式T=2Lg可知,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在小摆角情形下,单摆做简谐运动的周期与摆角无关,摆角从5 改为 3时,单摆周期不变, 故 B 错误.用等大球替代, 单摆摆长不变,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由单摆周期公式T=2Lg可知,
12、单摆的周期不变,故C 正确.将单可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_摆从赤道移到北极,重力加速度g 变大,由单摆周期公式T=2Lg可知,单摆周期变小,故D错误. 2、做简谐运动的单摆摆长不变, 如摆球质量增加为原先的4 倍, 摆球可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_经过平稳位置时速度减小为原先的12, 就单摆振动的 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A. 频率、振幅都不变5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - -
13、 - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -B. 频率、振幅都转变C. 频率不变 , 振幅转变D. 频率转变 , 振幅不变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【答案】C【解析】 由单摆的周期公式 T2L ,可知,单摆摆长不变,就周期g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_不变,频率不变.振幅 A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由 EK1 mv2 可知,摆球经过平稳位置时的动能不变,但质量增加, 所2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以高度减小
14、,因此振幅转变,C正确题型三受迫振动、共振的懂得【例题】铺设铁轨时 , 每两根钢轨接缝处都必需留有肯定的间隙, 匀速运行列车经过轨端接缝处时, 车轮就会受到一次冲击. 由于每一根钢轨长度相等 , 所以这个冲击力是周期性的, 列车受到周期性的冲击做受迫振动 . 一般钢轨长为 12.6 m,列车固有振动周期为0.315 s.以下说法正确选项A. 列车的危急速率为40 m/sB. 列车过桥需要减速 , 是为了防止列车发生共振现象C. 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D. 增加钢轨的长度有利于列车高速运行【答案】AD【解析】当列车受到冲击的频率和列车故有频率相同时,会发生共振,可编辑资料
15、- - - 欢迎下载精品_精品资料_比较危急,由 Tl 可得危急车速为 vl vT12.6m / s 0.31540m /s ,A 正确.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_列车过桥需要减速,是为了防止桥与火车发生共振现象,B 错误.列6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -车的速度不同,就振动频率不同,C错误.由题意可知,依据 Tl
16、可v知增加长度可以使危急车速增大, 故可以使列车高速运行, 故 D正确【类题训练】 一物体做受迫振动 , 驱动力的频率小于该物体的固有频率.当驱动力的频率逐步增大到肯定数值的过程中, 该物体的振幅可能A. 逐步增大B. 逐步减小C. 先逐步增大 , 后逐步减小D. 先逐步减小 , 后逐步增大【答案】AC【解析】当驱动力频率等于固有频率时,做受迫振动的物体发生共振现象,振幅最大. 如驱动力频率最终仍小于物体的固有频率,就物体的振幅逐步增大, 如驱动力频率最终大于物体的固有频率,就物体的振幅先增大后减小,A 、C两项都有可能题型四简谐运动的证明问题【例题】某同学用下图所示的试验装置来讨论碰撞问题M
17、ON 是一段半径为 R 的光滑圆弧轨道,圆弧与水平的面相切于O点现将一个质量为 m的小球 A 从轨道上的 P 点由静止释放 OPR ,到达底端时与质量为3m 的小球 B 发生弹性正碰已知P 点和水平面的距离为h ,两球均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g 证明：小球 A 从 P 点到 O 点的运动过程,可以看成是简谐运动的一部7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - -
18、- - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分【解析】（ 1）对 A 进行受力分析,合外力为m gsinm g l AB 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于 OPR ,所以xABAAROP 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m gsinm g l ABm gxmA g x 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AAARRR所以可以看成简谐运动的一部分【类题训练】 如图 1 所示,用一根不行伸长的轻质细线将小球悬挂在天花板上的O点,现将小球拉离平稳位置, 使细线与竖直方向可编辑
19、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0成一夹角（该夹角小于5）后由静止释放.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_小球的大小和受到的空气阻力忽视不计.证明小球的运动是简谐运动.由传感器测得小球偏离平稳位置的位移随时间变化的规律如图2所示,求小球运动过程中的最大速度值.【解析】（1）设小球偏角为 时离开平稳位置的位移为x,摆长为L,5o ,就：xL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_sin小球受到的回复力：Fmgsin可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联立解得： Fmg x L可编辑资料 - - - 欢迎下
20、载精品_精品资料_且因 F 与 x 方向相反,故小球做简谐运动.（ 2）由图 2 可知摆球的振幅A=0.08m ,周期 T=2s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以摆球为讨论对象：由周期公式：T2Lg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由机械能守恒：mgL1 cos12mv2 max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由三角函数学问：21cos2sin222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由圆的学问：A L联立解得： vmax0.08m/s9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页,共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载