专题单元知识整合《机械振动与波》

1专题五单元知识整合频率由波源决定，传播过程中频率不变，波长要改变，波速要发生改变机械波的传播依赖于介质，而电磁波（含光）的传播不依赖介质机械波：振动在介质中的传播电磁波：LC振荡或原子跃迁横波纵波★机械波图象某一时刻各个质点的位移，正弦曲线波的特征反射折射干涉衍射多普勒效应波的传播波的形成分类▲由一种图象可推出另一种图象机械振动A、T、f机械波λ、f、υ振动是波的根源介质中质点都做振动描述振动的概念回复力位移振幅周期频率★简谐振动图象某一质点在各个时刻的位移，正弦曲线◆简谐振动受力特征：F=-kx机械能守恒典型模型：A、弹簧振子B、单摆T=2πgLA、简谐振动B、受迫振动C、阻尼振动D、共振2二、规律方法整合3三、典例剖析探究4四、高考真题（近三年）5五、巩固训练机械振动复习训练姓名___________班级_______学号______1、做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，保持相同的物理量的是（）A．动能B．动量C．加速度D．速度2、如图,一个弹簧振子在光滑的水平面上A、B之间做简谐振动,当振子经过最大位移处（B点）时,有块胶泥落在它的顶部,并随其一起振动,那么后来的振动与原来相比较()A、振幅的大小不变B加速度的最大值不变C、速度的最大值变小D势能的最大值不变3、有一个单摆，在竖直平面内做小摆角振动，周期为2秒。如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，在t=1.4秒至t=1.5秒的过程中，摆球的：()A、速度向右在增大，加速度向右在减小B、速度向左在增大，加速度向左也在增大C、速度向左在减小，加速度向右在增大D、速度向右在减小，加速度向左也在减小4、一根张紧的绳上挂几个单摆,摆长分别为L1=10厘米,L2=40厘米,L3=90厘米.若在绳上加一个周期为0.4π秒的策动力,则三个单摆中振幅最大的是：（）A、L1摆B、L2摆C、L3摆D、无法判定.5．如图所示是甲、乙两质量相等的振子分别做简谐运动的图像，则：A．甲、乙两振子的振幅分别是2cm、1cm()B．甲的振动频率比乙小C．前2s内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大6．弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，由图可知：()A．在0至1s内，速度与加速度同向B．在1s至2s内，速度与回复力同向C．在t＝3s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大D．在t＝4s时，速度为0，加速度最大7、右图所示是用来测量各种发动机转速的转速计的原理图,在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80、60、40、20Hz的四个钢片a、b、c、d,将M端与正在转动的电动机接触,发现b钢片振幅最大,则电动机的转速为()A、4800r/minB、3600r/minC、2400r/minD、1200r/min8、如图所示，一质量为m的物体放在竖直的弹簧上，并令其上下作简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力为1.5mg,则最小压力为mg.欲使物体在振动中不离开弹簧，振动时的振幅不能超过A。9、如图所示，为了测量一凹透镜镜面的半径R，让一个半径为r的钢球，在凹面内作振幅很小的振动，若测出它完成N次全振动的时间为t，则此凹透镜镜面的半径是。610、摆长为1米的单摆，如图所示挂在天花板上，静止时摆球刚好与竖直墙壁接触而不互相挤压。将摆球拉离竖直墙壁很小角度后释放，则球会在竖直墙壁和开始释放处之间做周期性往复运动，设球与墙碰撞后原速率弹回且碰撞时间极短。（1）、求振动的周期T;（2）、取碰撞处为坐标原点，向右为正方向，画出两个周期振动图象。11、如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1kg，求：（1）该单摆的摆长为多少？（2）摆球运动过程中的最大回复力是多少？12、如图所示,一光滑圆弧形槽水平固定放置,其中A、B、C、D在同一水平面上,将质量为m的小球P搁置在A点并给它一沿AD方向的冲量I,使小球逐渐接近固定在D点的小球Q,已知圆弧AB=0.8cm，AB弧对应的圆半径，R=100cm,AD=10cm。则I为多少时才能使P球恰好碰到小球Q?）取g=π2）13、如图所示，质量为M=0.60kg的小沙箱，被长L=1.60m的细绳悬于空中某点，现从左向右用枪以v0=10m/s的速度向沙箱发射质量m=0.20kg的子弹，假设沙箱每次在最低点时就恰好有一颗子弹射入沙箱，并留在其中.(g取10m/s2，不计空气阻力,子弹与沙箱相互作用时间极短)（1）第一颗子弹射入沙箱后，沙箱能否做完整的圆周运动？计算并说明理由.(2)第二、三颗子弹射入沙箱并相对沙箱静止时，沙箱的速度分别为多大？(3)停止射击后，要使沙箱做偏角不大于5°的简谐运动，射入沙箱的子弹数目应为多cos5°=0.996,5=2.25答案1.AC2.ACD3.C4.B5，AD6，AD7.B8.0.5,29.t2g/4π2+r8647210t/sx10.(!)T=1s(2)如图11解：（1）由图象知单摆的固有频率为0.50Hz，即T=2S根据)4(99.04,222分得mgTlglT（2）设摆线与竖直方向最大偏角为，因摆线与竖直方向偏角很小，所以lAsin最大回复力NlAmgmgF2109.79988.91.0sin12.解：小球在AD方向作匀速直线运动，在AB方向作简谐运动，所以mIgRnnTttAD)4(2)4(分分解得3,2,120nnmI13.（1）射入第一颗子弹时，根据动量守恒mv0=(m+M)v1v1=2.5m/s又根据机械能守恒得gLMmvMm)()(2121L=0.315m＜1.6m所以，沙箱不能做完整的圆周运动（2）打第二颗子弹时，即有mv0-(m+M)v1=(M+2m)v2v2=0打第三颗子弹时，有mv0=(M+3m)v3v3=1.67m/s（3）由以上分析可得，射入奇数子弹，沙箱来回摆动，且射入子弹数目越多，沙箱摆动幅度越小；射入偶数子弹，沙箱静止，设射入n颗子弹后沙箱恰做摆角等于5°的简谐运动mv0=(M+nm)vn)5cos1()()()(2122gLmMvnmMvnmMnn得：n=24.9即子弹射入沙箱的数目大于等于25的奇数时，沙箱才做摆角小于5°的简谐运动.