2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 1.3 探究擺鐘的物理原理課后訓(xùn)練 滬科版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 1.3 探究擺鐘的物理原理課后訓(xùn)練 滬科版選修3-4 1.如圖所示,一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺M與N,它們只能在圖示平面內(nèi)擺動(dòng),某一瞬時(shí)出現(xiàn)圖示情景,由此可知車廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)的可能情況是( ?。?。 A.車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng),M在擺動(dòng),N靜止 B.車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng),M在擺動(dòng),N也在擺動(dòng) C.車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng),M靜止,N在擺動(dòng) D.車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng),M靜止,N也靜止 2.關(guān)于小孩子蕩秋千,有下列四種說(shuō)法: ①質(zhì)量大一些的孩子蕩秋千,秋千擺動(dòng)的頻率會(huì)更大些 ②孩子在秋千到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)有失重的感覺(jué) ③拉繩被磨損了的秋千,繩子最容易在最低點(diǎn)斷開(kāi) ④自己蕩秋千想蕩高一些,必須在兩側(cè)最高點(diǎn)提高重心,增加勢(shì)能 上述說(shuō)法中正確的是( ?。? A.①② B.③④ C.②④ D.②③ 3.對(duì)于單擺的振動(dòng),以下說(shuō)法中正確的是( ?。? A.單擺振動(dòng)時(shí),擺球受到的向心力大小處處相等 B.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力就是擺球受到的合力 C.?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)所受回復(fù)力為零 D.?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)所受合外力為零 4.如圖所示,A、B分別為同一單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)擺球的不同位置。其中,位置A為擺球擺動(dòng)的最高位置,虛線為過(guò)懸點(diǎn)的豎直線,以擺球最低位置為重力勢(shì)能零點(diǎn),則擺球在擺動(dòng)過(guò)程中( ?。? A.位于B處時(shí)動(dòng)能最大 B.位于A處時(shí)勢(shì)能最大 C.在位置A的勢(shì)能大于在位置B的動(dòng)能 D.在位置B的機(jī)械能大于在位置A的機(jī)械能 5.一單擺做小角度擺動(dòng),其振動(dòng)圖像如圖,以下說(shuō)法正確的是( ?。? A.t1時(shí)刻擺球速度最大,懸線對(duì)它的拉力最小 B.t2時(shí)刻擺球速度為零,懸線對(duì)它的拉力最小 C.t3時(shí)刻擺球速度為零,懸線對(duì)它的拉力最大 D.t2、t4時(shí)刻擺球速度最大,懸線對(duì)它的拉力最大 6.如圖所示為一單擺的振動(dòng)圖像,則( ?。?。 A.t1和t3時(shí)刻擺線的拉力等大 B.t1和t3時(shí)刻擺球速度相等 C.t3時(shí)刻擺球速度正在減小 D.t4時(shí)刻擺線的拉力正在減小 7.有甲、乙兩個(gè)單擺,擺角均不超過(guò)5。甲的振幅為2 cm,乙的振幅為3 cm,它們的周期都是4 s,當(dāng)t=0時(shí),甲的位移為2 cm,乙的相位比甲落后。請(qǐng)?jiān)谕蛔鴺?biāo)系中作出這兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像。 8.一物體沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為8 cm,頻率為0.5 Hz,在t=0時(shí),位移是4 cm,且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。 (1)試寫(xiě)出用正弦函數(shù)表示的振動(dòng)方程。 (2)10 s內(nèi)通過(guò)的路程是多少? 參考答案 1.答案:AB 解析:車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí),都是處于平衡狀態(tài),N可以是靜止,也可以是在擺動(dòng)中;M只能在擺動(dòng)中,因?yàn)镸所受的外力不為零。車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),M可能相對(duì)車廂靜止,也可能是在擺動(dòng)中某一瞬時(shí)所在位置,N只可能是在擺動(dòng)中經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的瞬間,因?yàn)榇藭r(shí)N在水平方向所受合力為零,不可能與車廂相對(duì)靜止。 2.答案:B 解析:秋千的擺動(dòng)頻率跟擺長(zhǎng)有關(guān),跟質(zhì)量無(wú)關(guān),且對(duì)等高的孩子,質(zhì)量大的孩子等效擺長(zhǎng)較長(zhǎng),頻率應(yīng)小一些,①錯(cuò);在最低點(diǎn)孩子具有向上的加速度,應(yīng)有超重的感覺(jué),②錯(cuò);在最低點(diǎn)繩所受的拉力最大,容易斷開(kāi),③正確;欲使秋千蕩高一些,必須在兩側(cè)最高處提高重心,增加重力勢(shì)能,④正確。所以B正確。 3.答案:C 解析:該題考查單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的回復(fù)力。單擺振動(dòng)過(guò)程中受到重力和繩子拉力的作用,把重力沿切向和徑向分解,其切向分力提供回復(fù)力,繩子拉力與重力的徑向分力的合力提供向心力,向心力大小為mv2/l,可見(jiàn)最大偏角處向心力為零,平衡位置處向心力最大,而回復(fù)力在最大偏角處最大,平衡位置處為零。故選C。 4.答案:BC 解析:擺球在擺動(dòng)過(guò)程中總機(jī)械能守恒,只是動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化,故D錯(cuò)。位置A是擺動(dòng)的最高點(diǎn),動(dòng)能為零,勢(shì)能最大,B對(duì)。在B處,總機(jī)械能為動(dòng)能與勢(shì)能之和,在A處勢(shì)能為總機(jī)械能,故C對(duì)。擺球在平衡位置時(shí)勢(shì)能為零,動(dòng)能最大,故A錯(cuò)。 5.答案:D 解析:本題考查單擺的振動(dòng)圖像和單擺的受力,注意單擺擺動(dòng)過(guò)程中始終不是處于平衡狀態(tài)。由圖知t1、t3時(shí)刻擺球位于最大位移處,速度為零,懸線的拉力F=mgcos θ,t2、t4時(shí)刻擺球位于平衡位置,速度最大,懸線的拉力,因此可知D正確。 6.答案:AD 解析:由振動(dòng)圖像可知t1、t3時(shí)刻擺球在同一位置,速度大小相等,方向不同,但向心力等大,A對(duì)B錯(cuò);t3時(shí)刻擺球正在向平衡位置運(yùn)動(dòng),速度正在增大,C錯(cuò);t4時(shí)刻正在向最大位移處運(yùn)動(dòng),速度減小,拉力減小,D正確。 7.答案:見(jiàn)解析 解析:因?yàn)閮蓡螖[均做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),則應(yīng)滿足方程:x=Asin(ωt+φ),所以x甲=2sin(t+φ甲)=2sin(t+φ甲)(cm),x乙=3sin(t+φ乙)(cm),將t=0,x甲=2 cm代入得:φ甲=,又因?yàn)橐业南辔槐燃茁浜螅? 所以φ甲-φ乙=,故φ乙=,兩方程為:x甲=2sin(t+)(cm)和x乙=3sin(t+)(cm),則圖像如圖所示。 8.答案:(1)x=0.08sin(πt+π)(m) (2)160 cm 解析:(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)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 m=0.08sin φ(m),解得初相位φ=或φ=π,因?yàn)閠=0時(shí),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(dòng)方程為x=0.08sin(πt+π)(m)。 (2)周期,所以t=5T,因?yàn)?T內(nèi)的路程是4A,則通過(guò)的路程s=54A=208 cm=160 cm。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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