《2019高中物理 課下能力提升二 第十一章 第2節(jié) 簡諧運動的描述（含解析）新人教版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高中物理 課下能力提升二 第十一章 第2節(jié) 簡諧運動的描述（含解析）新人教版選修3-4（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、簡諧運動的描述 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．關(guān)于簡諧運動的頻率，下列說法中正確的是(　　) A．頻率越高，振動質(zhì)點運動的速度越大 B．頻率越高，單位時間內(nèi)速度的方向變化的次數(shù)越多 C．頻率是50 Hz時，1 s內(nèi)振動物體速度方向改變25次 D．彈簧振子的振動頻率與物體通過平衡位置時的速度大小有關(guān) 2．在1 min內(nèi)甲振動30次，乙振動75次，則(　　) A．甲的周期0.5 s，乙的周期1.25 s B．甲的周期0.8 s，乙的周期2 s C．甲的頻率0.5 Hz，乙的頻率1.25 Hz D．甲的頻率0.5 Hz，乙的頻率0.8 Hz 3．[多選]有兩個簡諧運動，其表

2、達(dá)式分別是x1＝3sincm，x2＝6sincm，下列說法正確的是(　　) A．它們的振幅相同 B．它們的周期相同 C．它們的相位差恒定 D．它們的振動步調(diào)一致 4．如圖所示，彈簧振子在BC間振動，O為平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子從B→O→C的運動時間為1 s，則下列說法正確的是(　　) A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動 B．振動周期是1 s，振幅是10 cm C．經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20 cm D．從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm 5．[多選]如圖所示，彈簧振子的小球在B、C之間做簡諧運動，O為B、C間的中點，B、C間的距離為10

3、 cm，則下列說法中正確的是(　　) A．小球的最大位移是10 cm B．只有在B、C兩點時，小球的振幅是5 cm，在O點時，小球的振幅是零 C．無論小球在哪一位置，它的振幅都是5 cm D．從任意時刻起，一個周期內(nèi)小球經(jīng)過的路程都是20 cm 6．有一個彈簧振子，振幅為0.8 cm，周期為0.5 s，初始時具有負(fù)方向的最大加速度，則它的振動方程是(　　) A．x＝8×10－3sinm B．x＝8×10－3sinm C．x＝8×10－1sinm D．x＝8×10－1sinm 二、非選擇題 7．一物體沿x軸做簡諧運動，振幅為8 cm，頻率為 0.5 Hz，在t＝0時，位

4、移大小是4 cm，且向x軸負(fù)方向運動。 (1)試寫出用正弦函數(shù)表示的振動方程； (2)10 s內(nèi)通過的路程是多少？ [提能練] 一、選擇題 1．[多選]如圖所示為質(zhì)點的振動圖象，下列判斷中正確的是(　　) A．質(zhì)點振動周期是8 s B．振幅是±2 cm C．4 s末質(zhì)點的速度為負(fù)，加速度為零 D．10 s末質(zhì)點的加速度為正，速度為零 2．如圖所示，彈簧振子的頻率為 5 Hz，讓振子從B位置開始振動，并開始計時，則經(jīng)過0.12 s時(　　) A．振子位于BO之間，運動方向向右 B．振子位于BO之間，運動方向向左 C．振子位于CO之間，運動方向向右 D．振子

5、位于CO之間，運動方向向左 3．[多選]一質(zhì)點做簡諧運動的位移x與時間的關(guān)系如圖所示，由圖可知(　　) A．頻率是2 Hz B．振幅是5 cm C．t＝1.7 s時的加速度為正，速度為負(fù) D．t＝0.5 s時質(zhì)點所受的合外力為零 4．一個彈簧振子沿x軸做簡諧運動，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點。從某時刻開始計時，經(jīng)過四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度。能正確反映振子位移x與時間t關(guān)系的圖象是(　　) 5．[多選]一個質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點振動頻率為4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程為20 cm C．在5 s

6、末，質(zhì)點做簡諧運動的相位為π D．t＝1.5 s和t＝4.5 s兩時刻質(zhì)點的位移大小相等，都是 cm 6．光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為m和m的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示。已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個木塊組成的系統(tǒng)能像一個整體一樣地振動，系統(tǒng)的最大振幅為(　　) A.　　　　　　　　　B. C. D. 二、非選擇題 7．一物體沿x軸做簡諧運動，振幅為12 cm，周期為2 s。當(dāng)t＝0時，位移為6 cm，且向x軸正方向運動，求： (1)初相位； (2)t＝0.5 s時物體的位置。

7、 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選B　質(zhì)點的頻率與其速度無關(guān)，A、D錯誤；頻率越高，單位時間內(nèi)速度方向變化次數(shù)越多，變化次數(shù)n和頻率f滿足的關(guān)系是n＝2f，B正確，C錯誤。 2．解析：選C　T甲＝ s＝2 s，f甲＝＝0.5 Hz，T乙＝ s＝0.8 s，f乙＝＝1.25 Hz，C正確。 3．解析：選BC　由簡諧運動的公式可看出，它們的振幅分別為3 cm、6 cm，A錯誤；頻率ω＝100π rad/s 相同，周期T＝也相同，B正確；相位差Δφ＝－＝為定值，即相位差恒定，C正確，D錯誤。 4．解析：選D　振子從B→O→C僅完成了半次全振動，所以周期T＝2×1 s＝2 s，振幅A

8、＝BO＝5 cm，A、B錯誤；振子在一次全振動中通過的路程為4A＝20 cm，所以兩次全振動振子通過的路程為40 cm，C錯誤；3 s的時間為1.5T，所以振子通過的路程為30 cm，D正確。 5．解析：選CD　小球的最大位移是5 cm，A錯誤；振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，即小球在任何位置時振幅都是 5 cm，B錯誤，C正確；從任意時刻起小球在一個周期內(nèi)的路程為4A＝4×5 cm＝20 cm，D正確。 6．解析：選A　由題意可知，A＝0.8 cm，T＝0.5 s，ω＝＝4π rad/s，因t＝0時具有負(fù)向最大加速度，故t＝0時，振子位移為＋A，由x＝Asin(ωt＋φ)可知，φ＝

9、，運動表達(dá)式為x＝0.8sincm＝8×10－3sinm，A正確。 7．解析：(1)簡諧運動振動方程的一般表示式為x＝Asin(ωt＋φ)。根據(jù)題目條件， 有A＝0.08 m，ω＝2πf＝π rad/s。 所以x＝0.08sin(πt＋φ)m 將t＝0，x＝0.04 m， 代入得0.04＝0.08sin φ 解得初相位φ＝或φ＝π 因為t＝0時，速度方向沿x軸負(fù)方向，即位移在減小，所以取φ＝π。故所求的振動方程為x＝0.08sinm (2)周期T＝＝2 s，所以t＝5T，因1T內(nèi)的路程是4A，則通過的路程 s＝5×4A＝20×8 cm＝160 cm 答案：(1)x＝0.08

10、sinm (2)160 cm [提能練] 1．解析：選AC　由圖可知，T＝8 s，A＝2 cm，A正確，B錯誤；4 s末質(zhì)點在平衡位置，速度沿－x方向，加速度為零，C正確；10 s末狀態(tài)同2 s末，質(zhì)點正處在正向最大位移處，其速度為零，加速度方向為負(fù)，D錯誤。 2．解析：選C　因振子頻率為5 Hz，則周期為0.2 s，題中所給的時間0.12 s＝T＜T，而＜T＜T，因此在0.12 s時，振子應(yīng)位于CO之間且正向O運動，C正確，A、B、D錯誤。 3．解析：選CD　由題圖可知，質(zhì)點振動的周期為2.0 s，經(jīng)計算得頻率為0.5 Hz，振幅為5 m，所以A、B選項錯誤；t＝1.7 s 時的位

11、移為負(fù)，加速度為正，速度為負(fù)，因此C選項正確；t＝0.5 s時質(zhì)點在平衡位置，所受的合外力為零，D選項正確。 4．解析：選A　由簡諧運動中加速度與位移的關(guān)系a＝－x可知，在時刻，加速度正向最大，則位移負(fù)向最大，A正確。 5．解析：選BD　由圖知T＝4 s，故f＝0.25 Hz，A錯誤；在10 s內(nèi)質(zhì)點完成的全振動次數(shù)為n＝＝2次，在一次全振動過程中質(zhì)點通過的路程為4A＝8 cm，故10 s內(nèi)通過的路程為×8 cm＝20 cm，B正確；5 s末質(zhì)點的相位為t＝×5＝π，故C錯誤；由振動方程x＝Asint＝2sint cm知，當(dāng)t1＝1.5 s時，x1＝ cm，當(dāng)t2＝4.5 s時，x2＝ cm，故D正確。 6．解析：選C　f＝0.5ma，kA＝1.5ma，由上兩式解得A＝。 7．解析：(1)設(shè)簡諧運動的表達(dá)式為 x＝Asin(ωt＋φ) A＝12 cm，T＝2 s，ω＝，t＝0時，x＝6 cm。 代入上式得，6＝12sin(0＋φ) 解得sin φ＝，φ＝或π 因這時物體向x軸正方向運動，故應(yīng)取φ＝，即其初相為。 (2)由上式結(jié)果可得 x＝Asin(ωt＋φ)＝12sincm 故t＝0.5 s時物體的位置 x＝12sin＝12sinπ ＝6 cm。 答案：(1)　(2)6 cm 6