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正文內(nèi)容

高中物理機械振動知識點與題型總結(jié)(編輯修改稿)

2025-04-19 12:47 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 體的表面。 醫(yī)生用引導(dǎo)電極放置于肢體或軀體的一定部位就可通過心電圖儀 5 / 12記錄出心電變化的波動曲線,這就是心電圖。請去醫(yī)院進(jìn)行調(diào)查研究,下面是甲、乙兩人在同一臺心電圖機上作出的心電圖分別如圖甲、乙所示,醫(yī)生通過測量后記下甲的心率是 60 次/分。試分析:(1)該心電圖機圖紙移動的速度;v=(2)乙的心動周期和心率 75 次/分17. 如圖所示,一塊涂有炭黑玻璃板,質(zhì)量為 2kg,在拉力 F 的作用下,由靜止開始豎直向上運動。一個裝有水平振針的振動頻率為 5Hz 的固定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線,量得 OA=1cm,OB=4cm,OC=9cm,求外力 F 的大小。(g=10m/s 2,不計阻力)F=24N 18. 兩個單擺擺長相同,一個靜止于地面,一個個靜止在懸浮于高空的氣球中。地面上的單擺擺動了 n 次全振動時,氣球中的單擺擺動了 n-1 次全振動。已知地球半徑為 R,求氣球的高度? H=R/(n1)【試題答案】 4. C 解析:影響單擺周期的因素為擺長 l 和重力加速度 g, 當(dāng)擺球質(zhì)量減半時擺長未變,周期不變;當(dāng)將單擺由地面移到高山時,g 值變小,T 變大;當(dāng)單擺從赤道移到兩極時 g 變大,T 變?。划?dāng)擺線長度不變,擺球半徑增大時,擺長 l 增大,T變大,所以選 C。 7. 解:從 t=0 時經(jīng)過 時間,這段時間為 ,經(jīng)過 擺球具有負(fù)向最大速度,說明擺球在平衡位置,在給出的四個圖象中,經(jīng)過 具有最大速度的有 B、C 兩圖,而具有負(fù)向最大速度的只有 C。所以選項 C 正確。10. 解析:秋千近似為單擺,其周期、頻率由擺長 l 和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葲Q定,與質(zhì)量無關(guān),故知①錯;具有向下的加速度時處于失重狀態(tài),而在最低點具有向上的向心加速度,故②錯;最低點繩子承受的拉力最大,故在最低點易斷,故③對;在最高點提高重心,可使體內(nèi)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能(勢能),可蕩得高一些,可見④亦正確,答案:B 11. 重力和 M 對 m的支持力的合力; mg。 12. 2:3;9:2 13. 解:設(shè)該單擺原來的擺長為 L0,振動周期為 T0;則擺長增加 2m 后,擺長變?yōu)?L=(l 0+2)m,周期變?yōu)?T=2T0。由單擺周期公式,有 T0= , 2 T0= 聯(lián)立上述兩式,可得 L0= m T0= 14. (1) (2) B (3) 4π 2/K 。15.(1)設(shè)振幅為 A,由題意 BC=2 A=20 cm,所以 A=10 cm,振子從 B 到 C 所用時間 t= s,為周期 T 的一半,所以T= s; f= = Hz,(2)振子在 1 個周期內(nèi)通過的路程為 4A,故在 t′=5 s=5T 內(nèi)通過的路程 s= 4A=200 cm,5 s內(nèi)振子振動了 5 個周期,5 s 末振子仍處在 B 點,所以它偏離平衡位置的位移大小為 10 cm,(3)振子加速度a=- x, a∝ aB∶ aP=xB∶ xP=10∶4=5∶2 16.(1)25mm/s,(2);75 次/分 17. 設(shè)板豎直向上的加速度為a,則有: sBA- sAO=aT2 ①sCB- sBA=aT2 ②,由牛頓第二定律得 F- mg=ma ③ ,解①②③式可求得 F=24 N18. 解析: T= =2π T’= =2π , 所以 = = 所以 h=簡諧運動1.簡諧運動的特征與判斷(1)從運動學(xué)角度看,簡諧運動的特征要有:往復(fù)性;周期性,對稱性。 【從正弦曲線上理解】 6 / 12(2)從動力學(xué)角度看,簡諧運動的特征表現(xiàn)在所受到的回復(fù)力的形式上:簡諧運動的質(zhì)點所受到的回復(fù)力 F 其方向總與質(zhì)點偏離平衡位置的位移 x 的方向相反,從而總指向平衡位置;其大小則總與質(zhì)點偏離平衡位置的位移 x 的大小成正比,即F=-kx(3)通??梢岳煤喼C運動的動力學(xué)特征去判斷某質(zhì)點的運動是否是簡諧運動,其具體的判斷方法是分為兩個步驟:首先找到運動質(zhì)點的平衡位置,即運動過程中所達(dá)到的受到的合力為零的位置,以該位置為坐標(biāo)原點,沿質(zhì)點運動方向過立坐標(biāo);其次是在質(zhì)點運動到一般位置(坐標(biāo)值為 x)處時所受到的回復(fù)力 F,如 F 可表為 F=-kx 則運動是簡諧的,否則就不是簡諧。 ★2.勻速圓周運動與簡諧運動的關(guān)系.(1),當(dāng)質(zhì)點 m 沿半徑 A 的圓,以角速度 ω 做勻速圓周運動時,一束平行光的照射下,質(zhì)點在水平地面上的投影劇院將在 O 點附近往復(fù)運動,做圓周運動的質(zhì)點所受到的向心力大小為 F 向 =mAω 2 其投影劇院相當(dāng)于受到的大小為 F 回 =F 向 cosθ 的回復(fù)力的振動,考慮到 cosθ= 具 F 向 的方向與投影偏離“平衡位置”O(jiān) 點的位移 x 的方向相反,于是有AxF 向 =-mAωcosθ=-m ω 2x=-kx 即:勻速圓周運動的投影劇院是簡諧運動(2)簡諧運動的周期公式 由于勻速圓周運動的周期與角速度的關(guān)系為 ω= 而其投影做簡諧運動的周期也為 T,T?2且注意到 K=mω 2 于是可得到簡諧運動的一般表達(dá)式為 T=2π Km3.單擺理想化條件,受力特征及周期公式.(1)單擺及其理想化條件. 如圖 14—2 所示,一根長需求輕的線,懸掛著一個小而重的球,就構(gòu)成所謂的單擺。理想的單擺應(yīng)具備如下理想化條件:和小球的質(zhì)量 m 相比,線的質(zhì)量可以忽略;與線的長度 l 相比,小球的半徑可以忽略。 (2)單擺的受力特征 當(dāng)單擺做小角度擺支時,其受力情況為:受到一個恒定的豎直向下的重力 mg,和一個變化的始終沿繩方向指向點的拉力F,而將這些力沿垂直于和平行于運速度方向分解,其中垂直于速度方向上的力使擺球的速度方向發(fā)生改變,充分?jǐn)[球繞懸點做變速圓周運動所需的向心力。F 向 =F-mgcosθ 平行于速度方向上的力使擺球的速度大小發(fā)生改變,充當(dāng)擺球的回復(fù)力.F 向 =-mgsinθ=- x=-kx 可見:當(dāng)單擺做小角度擺動時,其運動近似為簡諧運動。lmg (3)單擺的周期公式 對于單擺,回復(fù)力與偏離平衡位置的位移的比例系數(shù)為 k= ,將其代入簡諧運動lmg周期的一般表達(dá)式中,得 T=2π =2π 該公式提供了一種測定重力加速度 g 4.簡諧運動的圖象及其應(yīng)用(1)圖象的形式:質(zhì)點做簡諧運動時其振動圖象形如圖給出的正弦曲線.(2)圖象的意義:簡諧運動的振動圖像反映的是某振動質(zhì)點在各個時刻相對于平衡位置的位移的變化情況.(3):振幅 A;周期 T;某時刻質(zhì)點相對于平衡位置的位移;某時刻質(zhì)點的振動方向;某一階段質(zhì)點的位移,速度,加速度,回復(fù)力,振動的能量形式等物理量的變化情況。三、典型例題例 1.如圖所示,正方體木塊漂浮在水平上,將其稍向下壓后放手,試證明:木塊將做簡諧運動.分析:從簡諧運動的動力學(xué)特征出發(fā),一判斷木塊是否做簡諧運動,解答:設(shè)木塊的邊長為 a,質(zhì)量為 m,則當(dāng)圖中木塊浸入水中的高度為 h,而處于靜止?fàn)顟B(tài)時所受到的重力 mg 與浮力. F 1=ρha 2大小相等,木塊在該位置處于平衡狀態(tài),于是可取該裝置為平衡位置建立坐標(biāo);當(dāng)木塊被按下后上下運動過程中浸入水中的高度達(dá)到 h+x,而如圖,所受到的浮力大小為 F2=ρ(h+x)a 2g 于是,木塊此時所受到的合外力Aox光mFθ23/4ts0xch+x0 7 / 12為 F=mg―F 2=―ρa 2gx―kx 由此可知:木塊做的是簡諧運動例 2.已知在單擺 a 完成 10 次全振動的時間內(nèi),單
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