机械振动易错题
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高考物理易错题 机械振动与机械波例46、如图所示,某质点在M 、N 两点间沿直线做简谐运动,O 点为平衡位置,振幅为A ,设向右为正方向,则下列说法中正确的是( ) A. 质点由M 运动到N 点时位移2A B. 质点由M 运动到N 点时位移A C. 质点由N 运动到M 点时位移-2AD. 质点由N 运动到M 点时位移-A 【解题指导】:【答案】:BD练习46、关于做简谐运动物体的位移、回复力所产生的加速度和速度的关系,下列说法正确的是( ) A. 位移减小时,加速度减小,速度增大B. 位移的方向总跟加速度的方向相反,跟速度方向相同。
C. 物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相同D. 物体的运动方向改变时,加速度的方向不变。
例47、一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动,若从O 点开始计时,经过3s 时第一次经过某点,再继续运动,又经过2s 它第二次经过该点,则质点第三次经过该点时还需的时间是( ) A .8s B .4s C .14s D .s 310练习47、一弹簧振子做简谐运动,周期为T ,下列说法正确的是( )A. 若t 时刻和t+△t 时刻振子运动位移的大小相等,方向相同,则△t 一定等于T 的整数倍B. 若t 时刻和t+△t 时刻振子运动速度的大小相等,方向相反,则△t 一定等于T/2的整数倍C. 若△t=T ,则在t 时刻和t+△t 时刻振子运动的加速度一定相等D. 若△t=T/2,则在t 时刻和t+△t 时刻弹簧的长度一定相等例48、如图均匀小球做单摆运动,平衡位置为O 点,AB 为最大位移处,MN 关于O 点对称。
则下列说法错误的是( )A. 小球受重力、绳子拉力和回复力。
B. 小球所受的合外力就是单摆的回复力C. 小球在O 点时合外力为0D. 小球经过M 点的振幅与小球在N 的振幅OMNOABM大小相等、方向相反。
E.小球在AB两点不受绳子拉力。
练习48、水平弹簧振子,每隔时间t,振子的位移总是大小和方向都相同,每隔2t的时间,振子的速度总是大小相等,方向相反,则有()例49、在一个单摆装置中,摆动物体是一个装满水的空心小球,球的正下方有一小孔,当摆开始以小角度摆动时,让水从球中连续流出,直到流完为止,由此小球的周期将()A.保持不变 B.逐渐减小C.先增大后减小 D.先减小后增大例50、将一秒摆(周期为2S)置于沿一圆形轨道绕地球运动的人造地球卫星中,若卫星的轨道半径为地球半径的2倍,则秒摆的周期将变为()A.4S B.S22 C.S2 D.无限大练习53、一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,下列说法正确的是()A.由波形图可得该波的波长B.由波形图可得该波的周期C.经过1/4周期后,质点P运动Q点D.经过1/4周期后,质点R的速度变为0例54、一简谐波的波源在坐标原点o处,经过一段时间振动从o点向右传播20cm到Q点,如图所示,P 点离开o点的距离为30cm,试判断P质点开始振动的方向。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编附答案一、选择题1.如图所示,在一条张紧的绳子上悬挂A 、B 、C 三个单摆,摆长分别为L 1、L 2、L 3,且L 1<L 2<L 3,现将A 拉起一较小角度后释放,已知当地重力加速度为g ,对释放A 之后较短时间内的运动,以下说法正确的是( )A .C 的振幅比B 的大 B .B 和C 的振幅相等 C .B 的周期为2π2L g D .C 的周期为2π1L g2.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是( ) A .若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值 B .质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C .质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同D .质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同3.如图所示,A 、B 两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A 、B 始终保持相对静止,下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A 所受摩擦力F f 与振子对平衡位置位移x 关系的图线为A .B .C .D .4.沿x 轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M 为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s ,则t=s 时A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同5.一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是()①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率.A.①B.③C.①④D.②④6.下列说法正确的是()A.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短7.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振,质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m,则该波的波速为A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.8m/s8.如图是观察水面波衍射的实验装置,AC 和 BD 是两块挡板,AB 是一个孔,O 是波源。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编附答案解析(1)一、选择题1.弹簧振子以O点为平衡位置,在水平方向上的A、B两点间做简谐运动,以下说法正确的是 ( )A.振子在A、B两点时的速度和加速度均为零B.振子在通过O点时速度的方向将发生改变C.振子的加速度方向总跟速度方向相反D.振子离开O点运动总是减速运动,靠近O点的运动总是加速运动2.一列波在传播过程中遇到一个障碍物,发生了一定程度的衍射,一定能使衍射现象更明显的措施是A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率。
B.缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率。
C.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率。
D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率。
3.如图所示,一单摆在做简谐运动,下列说法正确的是A.单摆的幅度越大,振动周期越大B.摆球质量越大,振动周期越大C.若将摆线变短,振动周期将变大D.若将单摆拿到月球上去,振动周期将变大4.如图是一弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法中正确的是()A.质点振动的振幅为2cmB.质点振动的频率为4HzC.在2s末,质点的加速度最大D.在2s末,质点的速度最大5.一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是()①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率.A.①B.③C.①④D.②④6.下列说法正确的是()A.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短7.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。
(每日一练)通用版高中物理机械振动与机械波易错知识点总结单选题1、关于单摆,下列说法中正确的是()A.摆球运动的回复力是它受到的合力B.摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置C.摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点,加速度是不变的D.摆球经过平衡位置时,加速度为零答案:C解析:A.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力,不是摆球所受的合力。
故A错误;B.摆球在运动过程中,回复力产生的加速度的方向始终指向平衡位置,而向心加速度指向悬点,合成后,方向在变化,故B错误;C.摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点,受力情况相同,加速度是不变的,故C正确;D.摆球经过平衡位置时,加速度不为零,是向心加速度,故D错误。
故选C。
2、下列说法正确的是()A.洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率B.为了防止桥梁发生共振而坍塌,部队要齐步通过桥梁C.鼓手随音乐敲击鼓面时,鼓面的振动是自由振动D.较弱声音可震碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振答案:D解析:A.洗衣机切断电源,波轮的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动,说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同,发生了共振。
所以正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;此后波轮转速减慢,则驱动力频率小于固有频率,所以共振现象消失,洗衣机的振动随之减弱,故A错误;B.部队要便步通过桥梁,是为了防止出现一致的策动力,避免桥发生共振。
故B错误;C.鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动。
故C错误;D.较弱声音可振碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振,故D正确。
故选D。
3、一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=1.0s时的波形图,图乙是x=1.0m处质点的振动图像,a、b质点在x 轴上的平衡位置分别为x a=0.5m、x b=2.5m,下列说法正确的是()A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度为0.5m/sC.t=1.5s时,a、b两点的速度和加速度均等大反向D.从t=1.0s到t=1.5s质点a的路程为10cm答案:C解析:A .由图乙可知,t =1s 时刻质点速度向上,由波形平移法可知,这列波沿x 轴正方向传播,故A 错误;B .由图知λ=4m ,T =2s则波速为v =λT =2m/s B 错误;C .a 、b 质点在x 轴上的平衡位置分别为x a =0.5m ,x b =2.5m ,则x ab =2.5m −0.5m =2m可知a 、b 相距半个波长,故此两点为反相点,a 、b 两点的速度和加速度均等大反向,C 正确;D .从1.0s 到1.5s ,质点a 经过14个周期,经过的路程s <4×10×14cm =10cm ,D 错误; 故选C 。
易错点33机械振动机械波例题1.(多选)如图甲所示,以O点为平衡位置,弹簧振子在A、B两点间做简谐运动,图乙为这个弹簧振子的振动图像.下列说法中正确的是()A.在t=0.2s时,小球的加速度为正向最大B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,小球在同一位置C.从t=0到t=0.2s时间内,小球做加速度增大的减速运动D.在t=0.6s时,弹簧振子有最小的弹性势能【答案】BC【解析】在t=0.2s时,小球的位移为正向最大值,a=-kxm,知小球的加速度为负向最大,A错误;在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,小球的位移相同,说明小球在同一位置,B正确;从t=0到t=0.2s时间内,小球从平衡位置向最大位移处运动,位移逐渐增大,加速度逐渐增大,加速度方向与速度方向相反,小球做加速度增大的减速运动,C正确;在t=0.6s时,小球的位移为负向最大值,即弹簧的形变量最大,弹簧振子的弹性势能最大,D错误.【误选警示】误选A的原因:位移为正,加速度和回复力方向相同。
回复力和位移方向相反。
没有理清位移、回复力、加速度三者的方向关系。
误选D的原因:位移最大时,弹簧的的弹性势能最大。
没有理清位移位移和最大弹性势能之间的关系。
例题2.(多选)一简谐横波沿x轴传播,在某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则()A.此波沿x轴负方向传播B.质点D此时向下运动C.质点B将比质点C先回到平衡位置D.质点E的振幅为零【答案】AB【解析】简谐横波沿x 轴传播,此时质点F 的运动方向向下,由波形平移法可知,该波沿x 轴负方向传播,故A 正确;质点D 此时的运动方向与质点F 的运动方向相同,即向下运动,故B 正确;此时质点B 向上运动,而质点C 已经在最大位移处,将向下运动,直接回到平衡位置,则质点C 先回到平衡位置,故C 错误;此时质点E 的位移为零,但振幅不为零,各个质点的振幅均相同,故D 错误.【误选警示】误选C 的原因:质点振动方向没有判断清楚,没有对哪个质点先回到平衡位置判断清楚。
(每日一练)(文末附答案)人教版2022年高中物理机械振动与机械波易错知识点总结单选题1、如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象,下列说法正确的是()A.甲单摆的摆长大于乙单摆的摆长B.甲摆的机械能比乙摆的大C.在t=0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆D.由图象可以求出当地的重力加速度2、下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是()A.隔墙有耳是因为波的衍射现象B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关C.学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为波的干涉D.在两列波的叠加区域,若质点到两列波源的距离相等,该质点的振动一定加强3、用单摆测定重力加速度,根据的原理是()看出,T一定时,g与l成正比A.由g=4π2lT2可算出当地的重力加速度B.由于单摆的振动周期T和摆长l可用实验测定,利用g=4π2lT2看出,l一定时,g与T2成反比C.由g=4π2lT2D.同一地区单摆的周期不变,不同地区的重力加速度与周期的平方成反比4、波在传播过程中,下列说法正确的是()A.介质中的质点随波的传播而迁移B.波源的能量随波传递C.振动质点的频率随着波的传播而减小D.波源的能量靠振动质点的迁移来传播5、下列说法正确的是()A.“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象,这体现了声波的衍射B.在地球上测量出星球上某些元素发出的光波频率,若其小于地球上这些元素静止时的发光频率,则利用多普勒效应可以推知该星球在靠近地球C.空气中产生的声波是纵波,纵波中的质点振动方向与波的传播方向相同D.单摆的周期与振幅无关,所以无论静止释放摆球时的摆角为多少,周期不变6、一个质点做简谐运动的图象如图所示,下列叙述中正确的是()A.质点的振动频率为0.5HzπB.在5s末,质点做简谐运动的相位为32C.在10s内质点经过的路程为10cmD.t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等,都是√2cm7、下列说法正确的是()A.“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象,这体现了声波的衍射B.在地球上测量出星球上某些元素发出的光波频率,若其小于地球上这些元素静止时的发光频率,则利用多普勒效应可以推知该星球在靠近地球C.空气中产生的声波是纵波,纵波中的质点振动方向与波的传播方向相同D.单摆的周期与振幅无关,所以无论静止释放摆球时的摆角为多少,周期不变多选题8、如图所示,O处的波源做简谐运动,它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播的速度v=4 m/s.t= 0时刻,波刚好传播到x=12 m处,已知sin37°=0.6,下列说法正确的是()A.O处的波源做简谐运动的表达式为y=−5sinπt(cm) s时质点P位于波谷处B.t=117180C.t=7.0 s s时质点Q受到的合外力最大,方向沿y轴负方向D.t=5.3 s时x=33.5 m处质点的振动方向沿y轴负方向E.波源的起振方向沿着y轴正向9、某弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其振动图像如图所示,则()A.弹簧振子在t=0到t=10 s内路程为0.5 mB.简谐运动的频率是0.125 HzC.弹簧振子在第4 s末的位移为零D.在第3 s末与第5 s末弹簧振子的速度方向相同E.第5 s末,弹簧振子的速度与加速度均为正值10、某次地震中,纵波波速为7 km/s,横波波速为3.2 km/s,地震波频率为10 Hz。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编及答案一、选择题1.若单摆的摆长不变,摆球的质量由20g增加为40g,摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°,则单摆振动的( )A.频率不变,振幅不变B.频率不变,振幅改变C.频率改变,振幅不变D.频率改变,振幅改变2.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。
设声速为v,则该声音的频率()A.B.C.D.3.如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象,在如图所示的时间范围内,下列判断正确的是()A.0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B.0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C.弹簧振子的振动周期为0.9s,振幅为4cmD.0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反4.下列关于单摆运动过程中的受力说法,正确的是()A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C.单摆过平衡位置时,所受的合力为零D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力5.一列波在传播过程中遇到一个障碍物,发生了一定程度的衍射,一定能使衍射现象更明显的措施是A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率。
B.缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率。
C.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率。
D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率。
6.如图所示,A、B两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A、B始终保持相对静止,下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A.B.C.D.7.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动.下列判断正确的是()A.振子从O向N运动的过程中位移不断减小B.振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C.振子经过O时动能最大D.振子经过O时加速度最大8.一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是()①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率.A.①B.③C.①④D.②④9.在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆,在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子,OA的距离是单摆摆长的一半,如图所示。
选修3-4易错选项集《机械振动》易错选项集1.质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线(错不是轨迹)2.简谐运动是一种变速运动(对)拍皮球时,皮球的上下往复运动是简谐运动(错没有满足力与位移的正比关系)3.振幅是离开平衡位置的最大位移(错是最大距离,振幅为标量)振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,而不是最大位移。
(对)振幅是最大位移的绝对值,是标量。
(对)振动物体的位移是时刻改变的,但振幅是不变的。
(对)4.简谐运动中位移是正的,速度也是正的(错简谐运动中位移和速度是彼此独立的物理量,在同一位移上,位移的方向是一定的,而速度却又两个方向)一个弹簧振子做简谐运动,振子每次通过平衡位置时速度都相同(错来回速度方向相反)5.振幅越大,机械能越大(错对同一装置可以这样说,但如果摆球质量改变、弹簧改变等就不能做这样的比较)6.振动物体在1/4周期内经过的路程为一个振幅(错不一定,因为是变加速运动,可能大于,等于,也可能小于)只有当初始时刻在平衡位置或最大位移处,经过四分之一周期振子通过的路程才等于一个振幅。
(对)振动物体在1/2周期内经过的路程一定为的振幅2倍(对)振动物体在一周期内经过的路程一定为的振幅4倍(对)7.摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置(错单摆要考虑向心加速度,一般位置要考虑回复加速度和向心加速度的合加速度,在平衡位置时只有向心加速度,指向圆心)摆球经过平衡位置时,加速度为零。
(错,还有向心加速度)8.一弹簧振子做简谐运动,振子每次通过同一个位置,加速度相同,速度也一定相同(错速度方向可能不同)9.在空房子里讲话,声音特别响,这是声音的共鸣现象(错反射)10.声波击碎玻璃杯的实验,利用了波的叠加原理(错共振)11.物体到达平衡位置时,回复力一定为零。
(对)物体到达平衡位置时,合力一定为零(错。
应该是回复力为零。
)处于平衡位置的物体一定处于平衡状态(错)回复力的方向总是指向平衡位置,回复力为零的位置就是平衡位置。
一、选择题1.(0分)[ID :127387]如图所示,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。
开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2Hz 。
现匀速转摇把,转速为240r/min 。
则( )A .当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5sB .当振子稳定振动时,它的振动频率是4HzC .当转速增大时,弹簧振子的振幅增大D .振幅增大的过程中,外界对弹簧振子做负功2.(0分)[ID :127370]“洗”是古代盥洗用的脸盆,多用青铜铸成,现代亦有许多仿制的工艺品。
倒些清水在其中,用手掌摩擦盆耳,盆就会发出嗡嗡声,还会溅起层层水花。
现某同学用双手摩擦盆耳,起初频率非常低,逐渐提高摩擦频率,则关于溅起水花强弱的描述正确的是( )A .溅起水花越来越弱B .溅起水花越来越强C .溅起水花先变弱后变强D .溅起水花先变强后变弱3.(0分)[ID :127361]如图所示,质量为1m 的物体A 放置在质量为2m 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐运动,振动过程中A 、B 之间无相对运动,设弹簧劲度系数为k ,当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 受到的回复力的大小等于( )A .0B .kxC .121m kx m mD .12m kx m4.(0分)[ID:127358]如图所示,O是弹簧振子的平衡位置,小球在B、C之间做无摩擦的往复运动,则小球任意两次经过O点可能不同的物理量是()A.速度B.机械能C.回复力D.加速度5.(0分)[ID:127347]下列关于简谐运动的说法,正确的是()A.只要有回复力,物体就会做简谐运动B.物体做简谐运动时,加速度最大,速度也最大C.物体做简谐运动时,速度方向有时与位移方向相反,有时与位移方向相同D.物体做简谐运动时,加速度和速度方向总是与位移方向相反6.(0分)[ID:127340]如图所示,三根细线于O点处打结,A、B端固定在同一水平面上相距为L的两点上,使△AOB成直角三角形,∠BAO=30°,已知OC线长是L,下端C点系着一个小球(直径可忽略)。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编附解析一、选择题1.一列横波某时刻的波形图如图甲所示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象.下列说法正确的是()A.若波沿x轴正方向传播,则图乙表示的是质点N的振动图象B.若波沿x轴负方向传播,则图乙表示的是质点K的振动图象C.若图乙表示的是质点L的振动图象,则波沿x轴正方向传播D.若图乙表示的是质点M的振动图象,则波沿x轴负方向传播2.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。
设声速为v,则该声音的频率()A.B.C.D.3.做简谐运动的物体,下列说法正确的是A.当它每次经过同一位置时,位移可能不同B.当它每次经过同一位置时,速度可能不同C.在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D.在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅4.关于机械振动和机械波,以下说法正确的是()A.要产生机械波,有波源就可以B.要产生机械波,必须要有波源和介质C.要产生机械波,有介质就可以D.要产生机械波,不需要有波源和介质5.在简谐运动中,振子每次经过同一位置时,下列各组描述振动的物理量总是相同的是A.速度、加速度、动能B.动能、冋复力、对平衡位置的位移C.加速度、速度、势能D.速度、动能、回复力6.如图是一弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法中正确的是()A.质点振动的振幅为2cmB.质点振动的频率为4HzC.在2s末,质点的加速度最大D.在2s末,质点的速度最大7.一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是()①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率.A.①B.③C.①④D.②④8.下列说法正确的是()A.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短9.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图所示.则从图中可以看出()A.这列波的波长为5mB.波中的每个质点的振动周期为4sC.若已知波沿x轴正向传播,则此时质点a向下振动D.若已知质点b此时向上振动,则波是沿x轴负向传播的t=时刻的波形图,虚线为10.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为0T>,则:()t=时的波形图,波的周期0.6s0.6sA .波的周期为2.4sB .波的速度为10 m/s 3C .在0.5 s =t 时,Q 点到达平衡位置D .在0.5 s =t 时,Q 点到达波峰位置11.一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,t =0时刻的波形如图中实线所示,t =0.2 s 时刻的波形如图中的虚线所示,则A .质点P 的运动方向向右B .波的周期可能为0.27 sC .波的频率可能为1.25 HzD .波的传播速度可能为20 m/s12.如图所示,S 是x 轴上的上下振动的波源,振动频率为10Hz.激起的横波沿x 轴向左右传播,波速为20m/s.质点a 、b 与S 的距离分别为36.8m 和17.2m ,已知a 和b 已经振动.若某时刻波源S 正通过平衡位置向上振动,则该时刻下列判断中正确的是A .b 位于x 轴上方,运动方向向下B .b 位于x 轴下方,运动方向向上C .a 位于x 轴上方,运动方向向上D .a 位于x 轴下方,运动方向向上13.一列简谐横波沿 x 轴传播,a 、b 为 x 轴上的两质点,平衡位置分别为 x=0,x=x b (x b >0).a 点的振动规律如图所示。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编含答案(1)一、选择题1.如图所示,弹簧振子在A、B之间做简谐运动.以平衡位置O为原点,建立Ox轴.向右为x轴的正方向.若振子位于B点时开始计时,则其振动图像为()A.B.C.D.2.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。
设声速为v,则该声音的频率()A.B.C.D.3.关于机械振动和机械波,以下说法正确的是()A.要产生机械波,有波源就可以B.要产生机械波,必须要有波源和介质C.要产生机械波,有介质就可以D.要产生机械波,不需要有波源和介质4.如图所示,A、B两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A、B始终保持相对静止,下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A.B.C.D.5.如图所示,一单摆在做简谐运动,下列说法正确的是A.单摆的幅度越大,振动周期越大B.摆球质量越大,振动周期越大C.若将摆线变短,振动周期将变大D.若将单摆拿到月球上去,振动周期将变大6.两个弹簧振子,甲的固有频率是100Hz,乙的固有频率是400Hz,若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动,则()A.甲的振幅较大,振动频率是100HzB.乙的振幅较大,振动频率是300HzC.甲的振幅较大,振动频率是300HzD.乙的振幅较大,振动频率是400Hz7.一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,质点a、b均处于平衡位置,质点a正向上运动.则下列说法正确的是A.波沿x 轴负方向传播B.该时刻质点b正向上运动C.该时刻质点a、b的速度相同D.质点a、b的振动周期相同8.关于下列四幅图的说法中,正确的是()A.图甲中C摆开始振动后,A、B、D三个摆中B摆的振幅最大B.图乙为两列水波产生的干涉图样,这两列水波的频率可以不同C.图丙是波的衍射现象,左图的衍射更明显D.图丁是声波的多普勒效应,该现象说明,当观察者与声源相互靠近时,他听到的声音频率变低了9.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图.a、b两质点的横坐标分别为x=2m和x=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是()A.该波沿+x方向传播,波速为1m/sB.质点a经4s振动的路程为4mC.此时刻质点a的速度沿-y方向D.质点a在t =2 s时速度最大10.如图是观察水面波衍射的实验装置,AC 和 BD 是两块挡板,AB 是一个孔,O 是波源。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编含解析一、选择题1.如图所示,在一条张紧的绳子上悬挂A 、B 、C 三个单摆,摆长分别为L 1、L 2、L 3,且L 1<L 2<L 3,现将A 拉起一较小角度后释放,已知当地重力加速度为g ,对释放A 之后较短时间内的运动,以下说法正确的是( )A .C 的振幅比B 的大 B .B 和C 的振幅相等 C .B 的周期为2π2L g D .C 的周期为2π1L g2.如图所示,S 是x 轴上的上下振动的波源,振动频率为10Hz.激起的横波沿x 轴向左右传播,波速为20m/s.质点a 、b 与S 的距离分别为36.8m 和17.2m ,已知a 和b 已经振动.若某时刻波源S 正通过平衡位置向上振动,则该时刻下列判断中正确的是A .b 位于x 轴上方,运动方向向下B .b 位于x 轴下方,运动方向向上C .a 位于x 轴上方,运动方向向上D .a 位于x 轴下方,运动方向向上3.关于机械振动和机械波,以下说法正确的是( ) A .要产生机械波,有波源就可以 B .要产生机械波,必须要有波源和介质 C .要产生机械波,有介质就可以 D .要产生机械波,不需要有波源和介质4.一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是( ) ①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大; ②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小; ③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率; ④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率. A .①B .③C .①④D .②④5.在天花板O 点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆,在O 点正下方A 点有一个能挡住摆线的钉子,OA 的距离是单摆摆长的一半,如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度θ(θ<5°),然后无初速度地释放,关于单摆以后的运动,下列说法正确的是( )A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B.摆球在平衡位置右侧上升的最大高度大于在平衡位置左侧上升的最大高度C.摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D.摆球向左经过最低点的速度大于向右经过最低点的速度6.如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像,那么振动系统在( )A.t3 和t5具有相同的动能和动量B.t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C.t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D.t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度7.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图所示.则从图中可以看出()A.这列波的波长为5mB.波中的每个质点的振动周期为4sC.若已知波沿x轴正向传播,则此时质点a向下振动D.若已知质点b此时向上振动,则波是沿x轴负向传播的8.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为0t=时刻的波形图,虚线为0.6st=时的波形图,波的周期0.6sT>,则:()A.波的周期为2.4sB.波的速度为10m/s 3C .在0.5 s =t 时,Q 点到达平衡位置D .在0.5 s =t 时,Q 点到达波峰位置9.如图所示两个频率、相位、振幅均相同的波的干涉图样,实线表示波峰,虚线表示波谷,对叠加的结果正确的描述是( )A .在A 点出现波峰后,经过半个周期该点还是波峰B .B 点在干涉过程中振幅始终为零C .两波在B 点路程差是波长的整数倍D .当C 点为波谷时,经过一个周期此点出现波峰10.如图所示,MN 为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球A 放在MN 的圆心处,再把另一小球B 放在MN 上离最低点C 很近的B 处,今使两球同时自由释放,则在不计空气阻力时有( )A .A 球先到达C 点B .B 球先到达C 点 C .两球同时到达C 点D .无法确定哪一个球先到达C 点11.如图所示,一轻质弹簧上端固定在天花板上,下端连接一物块,物块沿竖直方向以O 点为中心点,在C 、D 之间做周期为T 的简谐运动。
1.光滑斜面倾角为,斜面上有一辆挂有单摆的小车,如图所示,在小车下滑过程中单摆同时摆动,已知摆长为L,则单摆的振动周期为2.如图所示,一质量为M的无底木箱,放在水平地面上,一轻质弹簧一端悬于木箱的上边,另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B,mA=mB=m,剪断A、B间的细线后,A做简谐运动,则当A振动到最高点时,木箱对地面的压力是3.如图所示,单摆的摆线是绝缘的,长L,摆球带正电,摆悬挂于O点,当它摆过竖直线OC时便进入匀强磁场,磁场方向垂直于单摆的摆动平面,下列说法正确的是() A.A与B处于同一水平面 B.在A与B点,线上张力相等C.单摆的振动周期T>2πD.单摆连续两次通过p点时,摆线的张力一样大4.质量分别为m A= 2kg和m B= 3kg的A、B两物块,用劲度系数为k的轻弹簧相连后竖直放在水平面上。
今用大小为F=45N的力把物块A向下压而使之处于静止,弹簧处于弹性限度内。
若突然撤去压力,则()A.物块B不可能离开水平面B.物块B有可能离开水平面C.只要k足够小,物块B就可能离开水平面D.只要k足够大,物块B就可能离开水平面5.(1)物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验,他们依照教材实验直接测量的物理量应为:________、________、________、________,其公式为________.(2)他们测出不同的摆长(l)所对应的周期(T),在进行数据处理时:①如果甲同学以摆长(l)为横坐标、周期(T)的平方为纵坐标作出了图象,若他测得的图象的斜率为k,则测得的重力加速度g=________.若甲同学测摆长时,忘记测摆球的半径,则他用图象法求得的重力加速度________(填“偏小”“偏大”或“准确”).②乙同学根据公式:得,并计算重力加速度,若乙同学测摆长时,也忘记了测摆球的半径,则他测得的重力加速度________(填“偏小”“偏大”或“准确”).(3)甲同学测量5种不同摆长下单摆的振动周期,记录结果见下表:以摆长(l)为横坐标、周期(T)的平方为纵坐标,请你替他在上面的虚线框中作出图象,利用此图象求出的重力加速度为________.。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编及答案解析一、选择题1.如图所示,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L l=2m,L2=1.5m,L3=lm,L4=0.5m,悬于同一根绷紧的横线上,用一周期为2s的驱动力作用在横线上,使它们做受迫振动,稳定时A.摆1的周期最长B.摆2的振幅最大C.摆3的振幅最大D.四个摆的周期不同,但振幅相等2.关于机械振动和机械波,以下说法正确的是()A.要产生机械波,有波源就可以B.要产生机械波,必须要有波源和介质C.要产生机械波,有介质就可以D.要产生机械波,不需要有波源和介质3.目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz~1000 MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30m~150m之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离4.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t=s时A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同5.下列说法中正确的是()A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉B.“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C.在受迫振动中,物体振动的频率一定等于自身的固有频率D.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化,是波源的频率变化的缘故6.在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆,在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子,OA的距离是单摆摆长的一半,如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度θ(θ<5°),然后无初速度地释放,关于单摆以后的运动,下列说法正确的是()A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B.摆球在平衡位置右侧上升的最大高度大于在平衡位置左侧上升的最大高度C.摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D.摆球向左经过最低点的速度大于向右经过最低点的速度7.如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像,那么振动系统在( )A.t3 和t5具有相同的动能和动量B.t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C.t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D.t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度8.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图。
(每日一练)(文末附答案)2022届高中物理机械振动与机械波易错知识点总结单选题1、如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取A到B为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图C所示,下列说法正确的是()A.t=0.2s时,振子在O点右侧6cm处B.t=0.4s和t=1.2s时,振子的加速度完全相同C.t=0.8s时,振子的速度方向为负方向D.t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐减小2、一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=1.0s时的波形图,图乙是x=1.0m处质点的振动图像,a、b质点在x 轴上的平衡位置分别为x a=0.5m、x b=2.5m,下列说法正确的是()A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度为0.5m/sC.t=1.5s时,a、b两点的速度和加速度均等大反向D.从t=1.0s到t=1.5s质点a的路程为10cm3、如图甲所示,在均匀介质中,坐标系xOy位于水平面内,O处的波源垂直xOy平面振动后,产生的简谐横波在xOy平面内传播,实线圆、虚线圆分别表示t=0时刻相邻的波峰和波谷,且此时刻平面内只有一圈波谷,图乙为图甲中质点A的振动图像,z轴垂直于xOy水平面,且正方向为竖直向上,则下列说法不正确的是()A.此机械波的波长是2mB.此机械波的传播速度为10m/sC.t=0.2s时,机械波恰好传至B处D.在t=0至t=0.85s这段时间内,C质点运动的路程为12cm4、B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射。
探头接收到的超声波信号形成B超图像。
如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M。
已知此超声波的频率为1×107 Hz,下列说法不正确...的是()A.0~1.25×10-7s内质点M运动的路程为2 mm×10-7sB.质点M第一次位移为0.2mm的时刻是76C.超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/sD.t=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷5、如图甲为一波源的共振曲线,图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在t=0时刻的波形曲线,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点,则下列说法正确的是()A.图甲中,若驱动力周期变大,共振曲线的峰将向频率f小的方向移动B.在t=2.5s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同C.质点Q的振动方程为y=10sin(10πt)cmD.从t=1s到t=2.5s,质点P通过的路程为30cm6、关于图片中的物理现象,描述不正确的是()A.甲图,水波由深水区传播至浅水区,波速方向改变,属于波的反射现象B.乙图,水波穿过障碍物的小孔后,能传播至两侧区域,属于波的衍射现象C.丙图,两列同频率的水波在空间叠加,部分区域振动加强,属于波的干涉现象D.丁图,竹竿举起蜂鸣器快速转动,听到蜂鸣器频率发生变化,属于波的多普勒效应7、一质点做简谐运动的振动图像如图所示,在t1和t2时刻这个质点的()A.加速度相同B.位移相同C.速度相同D.回复力相同多选题8、如图所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动,砝码和轻弹簧构成弹簧振子。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波易错题汇编含答案解析一、选择题1.如图所示,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L l=2m,L2=1.5m,L3=lm,L4=0.5m,悬于同一根绷紧的横线上,用一周期为2s的驱动力作用在横线上,使它们做受迫振动,稳定时A.摆1的周期最长B.摆2的振幅最大C.摆3的振幅最大D.四个摆的周期不同,但振幅相等2.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。
设声速为v,则该声音的频率()A.B.C.D.3.如图所示,A、B两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A、B始终保持相对静止,下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A.B.C.D.4.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动.下列判断正确的是()A.振子从O向N运动的过程中位移不断减小B.振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C.振子经过O时动能最大D.振子经过O时加速度最大5.如图是一弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法中正确的是()A.质点振动的振幅为2cmB.质点振动的频率为4HzC.在2s末,质点的加速度最大D.在2s末,质点的速度最大6.下列说法正确的是()A.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短7.图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是A .在t =0.2s 时,弹簧振子运动到O 位置B .在t =0.1s 与t =0.3s 两个时刻,弹簧振子的速度相同C .从t =0到t =0.2s 的时间内,弹簧振子的动能持续地减小D .在t =0.2s 与t =0.6s 两个时刻,弹簧振子的加速度相同8.如图所示,质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上,木板与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,周期为T ,振动过程中m 、M 之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ,A .若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则t ∆一定等于2T 的整数倍B .若2T t ∆=,则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C .研究木板的运动,弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力 D .当整体离开平衡位置的位移为x 时,物块与木板间的摩擦力大小等于m kx m M+ 9.一列简谐横波沿 x 轴传播,a 、b 为 x 轴上的两质点,平衡位置分别为 x=0,x=x b (x b >0).a 点的振动规律如图所示。
第六单元:机械振动、机械波[内容和方法]本单元内容包括机械振动、回复力、振幅、周期、频率、简谐运动、受迫振动、共振、机械波、波长、波速、横波、纵波、波的干涉和衍射等基本概念,以及单摆振动的周期规律、简谐运动的图像、简谐运动中的能量转化规律、波的图像、波长和频率与波速之间的关系等规律。
本单元中所涉及到的基本方法有:由于振动和波动的运动规律较为复杂,且限于中学数学知识的水平,因此对于这部分内容不可能像研究直线运动、平抛、圆周运动那样从运动方向出发描述和研究物体的运动,而是利用图象法对物体做简谐运动的运动规律及振动在介媒中的传播过程进行描述与研究。
图像法具有形象、直观等优点,其中包含有丰富的物理信息,在学习时同学们要注意加以体会;另外,在研究单摆振动的过程中,对于单摆所受的回复力特点的分析,采取了小摆角的近似的处理,这是一种理想化物理过程的方法。
[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:对于诸如机械振动、简谐运动、受迫振动、共振、阻尼振动、等幅振动等众多的有关振动的概念不能深刻的理解,从而造成混淆;不能从本质上把握振动图象和波的图象的区别和联系,这主要是由于振动的图象与波的图象形式上非常相似,一些学生只注意图象的形状,而忽略了图象中坐标轴所表示的物理意义,因此造成了将两个图象相混淆。
另外,由于一些学生对波的形成过程理解不够深刻,导致对于波在传播过程中时间和空间的周期性不能真正的理解和把握;由于干涉和衍射的发生条件、产生的现象较为抽象,所以一些学生不能准确地把握相关的知识内容,表现为抓不住现象的主要特征、产生的条件混淆不清。
例1水平弹簧振子,每隔时间t,振子的位移总是大小和方向都相【错解分析】错解:1.首先排除A,认为A是不可能的。
理由是:水平弹簧振子的运动轨迹可简化为如图6-1,O为平衡位置,假设计时开始时,振子位于A点,每隔时间t振子的位移总是大小和方向都相同,所以tB之间非A即B点,而这两点距平衡位置都等于振幅,所以加速度都等所以振子的动能总是相同的,所以选C是对的。
同的,都等于振幅,所以D是对的。
综上所述,应选B,C,D。
错解1是排除A,之所以产生错误,是因为在头脑中形成思维定势,认为在时间t内,振子只能在一个周期内振动。
很多学生在解决振动和波的问题时,习惯上把所有问题都限定在一个周期内,而没有考虑到在时间t内,振子可能已经完成多个全振动了。
错解2的产生主要是对加速度的矢量性认识不够或头脑中根本就没有这个概念,认为位置对称,加速度大小一样就是加速度相同。
3.选择C是对的。
4.对弹簧振子这样一个物理模型认识不全面,所谓水平弹簧振子的弹簧是哪段没弄清楚。
【正确解答】1.由题意可知,t = nt,n可以是1,2,3…,选项A是正确的。
相反,且对称于平衡位置,所以加速度的方向是相反的。
3.同错解3。
4.水平弹簧振子的弹簧应为如图6-2a或6-2b的样子。
当振子的位置在平衡位置两侧时,弹簧长度是不同的。
所以选项D不对。
另外,符合题意条件的不一定非选最大位移处的两点,也可以选其他的点分析,如图6-3 P、Q两点,同样可以得出正确结论。
所以此题的正确答案为A,C。
例2一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,设振子A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断度也大,因而时间短,所以t1>t2,应选C。
错解三:因为这是一个变加速运动问题,不能用匀速运动或匀变速运动规律求解,因而无法判断t1和t2的大小关系,所以选D。
主要是对简谐运动的特殊运动规律不清楚,只记住了周期公式,没注意分析简谐运动的全过程,没能深入地理解和掌握这种运动形式的特点。
因而解题时错误地沿用了匀速或匀变速运动的规律,选择A的同学就是用匀速运动规律去解,而选择C的同学用了匀变速运动规律去解,因而错了。
事实上,简谐运动的过程有其自身的许多规律,我们应该用它的特殊规律去求解问题,而不能用匀速或匀变速运动规律去求解。
【正确解答】方法一:用图象法,画出x-t图象,从图象上,我们可以很直观地看出:t1<t2,因而正确答案为:B。
方法二:从图象为正弦曲线和数学知识可写出位移随时间的函数关系式,物理学上称为振动方程,从平衡位置开始,振子的振动方程为:【小结】以上两种方法,第一种方法是定性分析,在选择题练习时,是要重点掌握的。
第二种方法可以进行定量计算,但由于要涉及振动方程,所以不做统一要求。
t'=nT + t2。
此处,为了题目简明起见,题文中用了“第一次”和“最短时间”等字样。
否则就无法比较两个过程所用时间的长短。
例3 一个弹簧振子,第一次被压缩x后释放做自由振动,周期为T1,第二次被压缩2x 后释放做自由振动,周期为T2,则两次振动周期之比T1∶T2为[ ]A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.1∶4【错解分析】错解:压缩x时,振幅为x,完成一次全振动的路程为4x。
压缩2x时,振幅即为2x,完成一次全振动的路程为8x。
由于两种情况下全振动的路程的差异,第二次是第一次的2倍。
所以,第二次振动的周期一定也是第一次的2倍,所以选B。
上述解法之所以错误是因为把振子的运动看成是匀速运动或加速度恒定的匀加速直线运动了。
用了匀速或匀加速运动的规律。
说明这些同学还是没有掌握振动的特殊规律。
【正确解答】事实上,只要是自由振动,其振动的周期只由自身因素决定,对于弹簧振子而言,就是只由弹簧振子的质量m和弹簧的劲度系数k决定的,而与形变大小、也就是振幅无关。
所以只要弹簧振子这个系统不变(m,k不变),周期就不会改变,所以正确答案为A。
【小结】本题给出的错解是初学者中最常见的错误。
产生这一错误的原因是习惯于用旧的思维模式分析新问题,而不善于抓住新问题的具体特点,这反映了学习的一种思维定势。
只有善于接受新知识、新方法,并将其运用到实际问题中去,才能开阔我们分析、解决问题的思路,防止思维定势。
例4 一个单摆,如果摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平A.频率不变,振幅不变B.频率不变,振幅改变C.频率改变,振幅不变D.频率改变,振幅改变【错解分析】错解一:因为单摆的周期(频率)是由摆长L和当地重变(指平衡位置动能也就是最大动能),由机械能守恒可知,势能也不变。
所以振幅也不变,应选A。
而振幅与质量、速度无关(由上述理由可知)所以振幅不变,应选C。
错解三:认为频率要改变,理由同错解二。
而关于振幅的改变与否,除了错解一中所示理由外,即总能量不变,而因为重力势能E P= mgh,E P不变,m变为原来的4倍,h一定变小了,即上摆到最高点的高度下降了,所以振幅要改变,应选D。
此题主要考查决定单摆频率(周期)和振幅的是什么因素,而题中提供了两个变化因素,即质量和最大速度,到底频率和振幅与这两个因素有没有关系。
若有关系,有什么关系,是应该弄清楚的。
而错解二和错解三中都认为频率不变,这是因为为不清楚决定单摆的因素是摆长L和当地重力加速度g,而与摆球质量及运动到最低点的速度无关。
错解二中关于频率不变的判断是正确的,错误出现在后半句的结论上。
判断只从能量不变去看,当E总不变时,E P= mgh,m变大了,h一定变小。
说明有些同学考虑问题还是不够全面。
【正确解答】(1)实际上,通过实验我们已经了解到,决定单单摆的周期与质量无关,与单摆的运动速度也无关。
当然,频率也与质量和速度无关,所以不能选C,D。
(2)决定振幅的是外来因素。
反映在单摆的运动中,可以从能量去观察,从上面分析我们知道,在平衡位置(即最低点)时的动能的重力势能也不变。
但是由于第二次摆的质量增大了(实际上单摆已经变成另一个摆动过程了),势能E P= mgh不变,m大了,h就一定变小了,也就是说,振幅减小了。
因此正确答案应选B。
【小结】本题的分析解答提醒我们,一是考虑要全面,本题中m,v两因素的变化对确定的单摆振动究竟会产生怎样的影响,要进行全面分析;二是分析问题要有充分的理论依据,如本题中决定单摆振动的频率例5如图6-5所示,光滑圆弧轨道的半径为R,圆弧底部中点为O,两个相同的小球分别在O正上方h处的A点和离O很近的轨道B点,现同时释放两球,使两球正好在O点相碰。
问h应为多高?【错解分析】错解:对B球,可视为单摆,延用单摆周期公式可求B球到达O点的时间:对A球,它做自由落体运动,自h高度下落至O点上述答案并没有完全错,分析过程中有一点没有考虑,即是振动的周期性,因为B球在圆形轨道上自B点释放后可以做往复的周期性运动,除了经过上述解答漏掉一些解,即上述解答只是多个解答中的一个。
对B球振动周期到达O点的时间为显然,前面的解仅仅是当n=0时的其中一解而已。
【小结】在解决与振动有关的问题时,要充分考虑到振动的周期性,由于振动具有周期性,所以此类问题往往答案不是一个而是多个。
例6 一简谐波的波源在坐标原点o处,经过一段时间振动从o点向右传播20cm到Q 点,如图6-6所示,P点离开o点的距离为30cm,试判断P质点开始振动的方向。
传到P点,所以画出如图6-7所示的波形图。
因为波源在原点,波沿x轴正方向传播,所以可判定,P点开始振动的方向是沿y轴正方向(即向上)。
主要原因是把机械波的图象当成机械振动的图象看面的波形也变化了。
【正确解答】因为原图中的波形经历了半个周期的波形如图6-8所示,在此波形基础上,向前延长半个波形即为P点开始振动时的波形图,因为波源在原点处,所以介质中的每个质点都被其左侧质点带动,所以P点在刚开始时的振动方向沿y轴负方向(即向下)从另外一个角度来看,原图中Q点开始振动时是向下的,因为所有质点开始振动时的情况均相同,所以P点开始振动的方向应是向下的。
【小结】本题中的错解混淆了振动图象与波的图象,那么这两个图象有什么不同呢?(1)首先两个图象的坐标轴所表示的物理意义不同:振动图象的横坐标表示时间,而波动图象的横坐标表示介质中各振动质点的平衡位置。
(2)两个图象所描述的对象不同:振动图象描述的是一个质点的位移随时间的变化情况,而波的图象描述的是介质中的一群质点某一时刻各自振动所到达的位置情况。
通俗地说:振动图象相当于是在一般时间内一个质点运动的“录像”,而波的图象则是某一时刻一群质点振动的“照片”。
(3)随着时间的推移,振动图象原来的形状(即过去质点不同时刻所到达的位置不再发生变化,而波的图象由于各质点总在不断地振动,因此随着时间的推移,原有的图象将发生周期性变化。
例7图6-9是某时刻一列横波在空间传播的波形图线。
已知波是沿x轴正方向传播,波速为4m/s,试计算并画出经过此时之后1.25s的空间波形图。
=62.5个波长,其波形如图6-12。
错解一、错解二没有重视单位的一致性,在此题中波长从图中只能得出λ=8cm,而波速给出的却是国际单位4m/s。