最新版高考物理【一轮复习】精品讲义练习资料 (12)

这是一份最新版高考物理【一轮复习】精品讲义练习资料 (12)，共6页。试卷主要包含了弹簧振子，弹簧振子的位移—时间图像，简谐运动等内容，欢迎下载使用。
一、弹簧振子
1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动，简称振动．
2．弹簧振子：小球和弹簧组成的系统．
二、弹簧振子的位移—时间图像(x－t图像)
1．用横坐标表示振子运动的时间(t)，纵坐标表示振子离开平衡位置的位移(x)，描绘出的图像就是位移随时间变化的图像，即x－t图像，如图所示．
图
2．振子的位移：振子相对平衡位置的位移．
3．图像的物理意义：反映了振子位置随时间变化的规律，它不是(选填“是”或“不是”)振子的运动轨迹．
三、简谐运动
1．简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条正弦曲线．
2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动．
3．简谐运动的图像
(1)描述振动物体的位移随时间的变化规律．
(2)简谐运动的图像是正弦曲线，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、速度方向以及速度大小的变化趋势．
技巧点拨
一、弹簧振子
1．振子模型：有水平弹簧振子和竖直弹簧振子，如图甲、乙所示．空气阻力及球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比可以忽略．
图
2．振动系统看成弹簧振子的条件
(1)弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子．
(2)构成弹簧振子的小球体积足够小，可以认为小球是一个质点．
(3)摩擦力可以忽略．
(4)小球从平衡位置被拉开的距离在弹性限度内．
3．弹簧振子的振动分析
(1)位移及其变化
位移指相对平衡位置的位移，由平衡位置指向振子所在的位置．当振子从平衡位置向最大位移处运动时，位移增大；当振子由最大位移处向平衡位置运动时，位移减小．
(2)速度及其变化
振子在平衡位置处速度最大，在最大位移处速度为零．振子由平衡位置向最大位移处运动时，速度减小；振子由最大位移处向平衡位置运动时，速度增大．
(3)涉及加速度变化的图像问题
水平弹簧振子所受弹簧的弹力是振子受到的合力，竖直弹簧振子所受的重力与弹力之和是振子受到的合力．不论是水平弹簧振子还是竖直弹簧振子，均满足：在平衡位置处所受的合力为零，加速度为零；而在最大位移处所受的合力最大，加速度最大．
二、简谐运动及其图像
1．简谐运动：简谐运动的位移随时间按正弦函数的规律变化，所以不是匀变速运动，而是在变力作用下的非匀变速运动．
2．简谐运动的x－t图像
x－t图像上的x坐标表示振子相对平衡位置的位移，也表示振子的位置坐标．它反映了振子位移随时间变化的规律．
注意 x－t图像不是振子的运动轨迹．
3．由简谐运动的图像获取的信息
(1)任意时刻质点的位移的大小和方向
如图所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
图
(2)任意时刻质点的运动方向
根据下一时刻质点的位移确定运动方向，如图中的a点，下一时刻质点离平衡位置更远，故a点对应时刻质点向正方向远离平衡位置运动．
图
(3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况
根据下一时刻质点的位移，判断是远离还是靠近平衡位置．若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大；若靠近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小．
例题精练
1．（诸暨市校级期中）光滑水平面内的弹簧振子做简谐运动，经过半个周期，振子（ ）
A．动量一定不变B．速度一定不变
C．加速度一定不变D．动能一定不变
2．（江苏模拟）在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿x轴正方向传播，t1秒时刻的波形用实线表示，t2秒（t2＞t1）时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于x＝18m处，则下列说法正确的是（ ）
A．该简谐横波的波长可能为6m
B．该波的波速大小一定为m/s
C．在t1秒时刻至t2秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成
D．根据图像无法判断质点Q的起振方向
随堂练习
1．（凌源市模拟）一弹簧振子做简谱运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动
B．在t1＝3s和t2＝5s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反
C．在t2＝5s和t3＝7s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同
D．在t从0到4s时间内，t＝2s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最大
2．（武汉月考）下列振动是简谐运动的有（ ）
A．手拍乒乓球的运动
B．摇摆的树枝
C．单摆的摆球在悬点下方往复摆动
D．弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统
综合练习
一．选择题（共6小题）
1．（黄浦区二模）质点做简谐运动，在其加速度减小的过程中，该质点（ ）
A．正向平衡位置运动，速度增大
B．正向平衡位置运动，速度减小
C．正远离平衡位置运动，速度增大
D．正远离平衡位置运动，速度减小
2．（文登区期末）端午节期间，一位游客在南海新区岸边欲乘游船，由于风浪很大，游船上下浮动。把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为30cm，周期为6.0s。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。当地面与甲板的高度差不超过15cm时，游客能舒适地登船。在一个周期内，游客能舒适登船的时间是（ ）
A．1.0sB．1.5sC．2.0sD．3.0s
3．（海曙区校级期中）弹簧振子周期为2s，从振子通过平衡位置向右运动起，经过1.8s时，其运动情况是（ ）
A．向右减速B．向右加速C．向左减速D．向左加速
4．（徐汇区校级期中）把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，不可以忽略不计的是（ ）
A．振子所受的阻力B．振子的形状大小
C．弹簧的质量D．振子的质量
5．（宝山区二模）跳绳是一种健身运动，某运动员一分钟跳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的，为了算出该运动员跳起的最大高度，我们（ ）
A．不能将跳绳中的运动员视为质点
B．可以将运动中的绳子视为质点
C．将跳绳运动看作简谐振动
D．将在空中的运动员看作只受重力的作用
6．（金台区期中）有一个做简谐运动的质点，它的振幅为5cm，频率为2.5Hz．该质点从平衡位置开始经过0.7s后，位移的大小和通过的路程分别为（ ）
A．5cm，10cmB．5cm，35cmC．35cm，0cmD．35cm，5cm
二．多选题（共5小题）
7．（江都区校级月考）下列说法中正确的是（ ）
A．被拍打的篮球上下运动不是简谐运动
B．受迫振动的物体总以它的固有频率振动
C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D．在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢
8．（牡丹江期末）下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在
B．光纤通信利用了全反射的原理
C．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉
D．当汽车鸣笛经过路边行人时，行人听到汽车靠近他时笛音音调大于离开他时的笛音
E．单摆在摆角较大时的运动可以认为是简谐运动
9．（余姚市校级期中）做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（ ）
A．对平衡位置的位移B．速度
C．回复力和加速度D．动能
10．（南部县校级期中）关于弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是（ ）
A．回复力总指向平衡位置
B．加速度和速度的方向总跟位移的方向相反
C．越接近平衡位置，加速度越小
D．回复力的方向总跟位移方向相反
11．（宝塔区校级期中）弹簧振子做简谐运动时，以下说法正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零
B．振子若做减速运动，加速度一定在增加
C．振子向平衡位置运动时，加速度方向一定与速度方向相反
D．在平衡位置两侧，振子速率相同的两个位置是相对平衡位置对称的
三．填空题（共2小题）
12．（长宁区校级期中）弹簧振子以O为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第一次到达某点P用了0.3s，又经过0.2s第二次通过P点，则弹簧振子的振动周期为 s，振子第三次通P点还要经过的时间为 s。
13．（金台区期中）如图所示，一质点沿水平直线做简谐运动，先后以相同速度通过a、b两点，经历时间t1＝1s，过b点后再经t2＝1s质点第一次反向通过b点。若在这两秒内质点所通过的路程是8cm，则该质点的振动周期为 s，振幅为 cm。
四．解答题（共3小题）
14．试举出几个日常生活和生产中常见的振动的实例。
15．弹簧振子是研究简谐运动的一种理想模型吗？为什么？
16．一个弹簧振子，第一次在弹簧被压缩x后开始振动，第二次在弹簧被压缩2x后开始振动，求两次振动的振幅之比。