2020年高考物理一轮复习热点题型专题31机械振动.doc免费

PAGE 1 2020年高考物理一轮复习热点题型专题31机械振动 题型一　简谐运动的规律 题型二　简谐运动图象的理解和应用 题型三　单摆及其周期公式的理解及应用 题型四　受迫振动和共振规律及应用 题型一　简谐运动的规律 受力 特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动 特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量 特征 振幅越大，能量越大.在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒 周期 性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为eq \f(T,2) 对称 性特征 关于平衡位置O对称的两点，加速度的大小、速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等 【例题1】　(多选)(2019·山西省重点中学协作体期末)下列关于简谐运动以及做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，以下说法正确的是(　　) 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，跟速度的方向相同 C.动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程 D.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程 E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 【答案】　ADE 【解析】　当位移减小时，回复力减小，则加速度减小，物体向平衡位置运动，速度在增大，故A正确；回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但速度可以与位移方向相同，也可以方向相反；物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，故B错误，E正确；一次全振动时，动能和势能均会有多次恢复为原来的大小，故C错误；速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动，故D正确. 【例题2】如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是(　　) A.物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 B.物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C.物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力 D.物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 【答案】　D 【例题3】(2018·福建省福州市质检)一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点.图甲上的a、b、c、d为四个不同的振动状态；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向.图乙给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象的是(　　) A.若规定状态a时t＝0，则图象为① B.若规定状态b时t＝0，则图象为② C.若规定状态c时t＝0，则图象为③ D.若规定状态d时t＝0，则图象为④ 【答案】　AD 【解析】　振子在状态a时t＝0，此时的位移为3 cm，且向x轴正方向运动，故选项A正确；振子在状态b时t＝0，此时的位移为2 cm，且向x轴负方向运动，选项B错误；振子在状态c时t＝0，此时的位移为－2 cm，选项C错误；振子在状态d时t＝0，此时的位移为－4 cm，速度为零，故选项D正确. 【例题3】(2018·四川省德阳市高考物理一诊)一弹簧振子做简谐振动，则以下说法正确的是(　　) A.振子的质量越大，则该振动系统的周期越长 B.振子的质量越大，则该弹簧振子系统的机械能越大 C.已知振动周期为T，若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的加速度一定相同 D.若t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度相等，则Δt一定为振动周期的整数倍 E.振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等 【答案】　ACE 【解析】　弹簧振子的振动周期T＝2πeq \r(\f(m,k))，振子质量越大，振动系统的周期越长，故A正确；同一振动系统，振幅越大则机械能越大，而振幅与周期、振子质量及频率等均无关，故B错误；若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子的位移相同，加速度也相同，故C正确；从平衡位置再回到平衡位置，经历的时间最少为eq \f(T,2)，弹簧的长度相等，故D错误；关于平衡位置对称的两个位置，振子的动能相等，弹簧的长度不等，故E正确. 题型二　简谐运动图象的理解和应用 1.可获取的信息： (1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ0(如图所示). (2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移. (3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻质点的位移的变化来确定. (4)某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度