高考物理一轮总复习精品课件 第7章 机械振动和机械波 第1节 机械振动.ppt

【对点演练】3.(2023广东广州期末)如图是一个浮漂改装而成的浮力振子,振子上的刻度表示振子受到的浮力大小,振子在平静水面的某次振动中,其所受浮力F随时间t变化如图,则()A.t=0时刻,振子位于最低点B.t=0时刻,振子的动能最大C.t=0.5s时,振子位于最低点D.t=0.5s时,振子的动能最大A解析当浮力最大时,排开液体的体积最大,则振子位于最低点,即t=0时刻,振子位于最低点,动能为零,故A正确,B错误;t=0.5s时,浮力最小,排开液体的体积最小,此时振子位于最高点,振子的速度为零,动能为零,故C、D错误。4.(2023浙江绍兴二模)如图所示,树梢的摆动可视为周期为12s、振幅为1.2m的简谐运动。某时刻开始计时,36s后树梢向右偏离平衡位置0.6m。下列说法正确的是()A.开始计时的时刻树梢恰位于平衡位置B.树梢做简谐运动的“圆频率”约为0.08HzC.树梢在开始计时后的36s内通过的路程为4.8mD.再经过4s,树梢可能处于向左偏离平衡位置1.2m处D考点三单摆及其周期公式[师生共研]1.单摆的受力特征(1)回复力:摆球重力沿与摆线垂直方向的分力,F回=-mgsinθ==-kx,负号表示回复力F回与位移x的方向相反。(2)向心力:细线的拉力和摆球重力沿细线方向分力的合力充当向心力,F向=FT-mgcosθ。(3)两点说明(1)l为等效摆长,表示从悬点到摆球重心的距离。(2)g为当地重力加速度。【典例突破】典例2.如图所示,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方l的O处有一固定细铁钉。将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,并从释放时开始计时,当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是。?答案A解析根据可知,当细绳碰到钉子时l变短,周期变小,恰为原来的二分之一,观察x-t图可知,B、D错误;若没有铁钉,小球运动到A位置;有铁钉时,小球运动到B位置。由机械能守恒定律可知,A、B在同一高度;由数学关系知,B在A的右侧。由单摆的特点知,有铁钉后,小球在左侧相对于距离平衡位置的最大水平位移小于小球在右侧相对于距离平衡位置的最大水平位移,故A正确,C错误。考题点睛考点考向点睛单摆公式的理解及位移图像、机械能守恒综合应用方法:根据周期公式分析振动时间变化情况;根据机械能守恒分析比较振幅易错:注意对等效摆长的理解【对点演练】5.(2023广东广州期末)如图所示,房顶上固定一根长2m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下,细线下端系了一个小球(可视为质点)。打开窗子,让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动,A点是小球摆动的最左端,B点是小球摆动的最右端,O点是小球摆动的平衡位置。不计空气阻力,小球从A点到O点所用的最短时间为tAO,小球从B点到O点所用的最短时间为tBO,tAO=tBO,窗上沿到房顶的高度为()A.1.6m B.1.5mC.1.2m D.1.4mB6.(2023湖北高三模拟)如图甲所示,O是单摆的平衡位置,单摆在竖直平面内左右摆动,M、N是摆球所能到达的最远位置。设向右为正方向,图乙是单摆的振动图像。重力加速度大小g取10m/s2,下列说法正确的是()A.单摆振动的周期为0.4sB.单摆振动的频率是2.5HzC.t=0时摆球在M点D.单摆的摆长约为0.32m答案C7.(2023广东汕头二模)荡秋千,自古以来是一项深受人们喜爱的运动项目,小明利用图中装置模拟荡秋千,图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,根据图中的信息可得()A.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力B.从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5sC.用刻度尺量得细线长度,即摆长为lD.由图可计算出单摆的长度为1.0mB解析单摆运动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力,而不是摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力,故A错误;摆球第一次摆到最低点时,力传感器显示的力最大,根据题图乙的信息可得,所对应的时刻为t=0.5s,故B正确;摆长应为绳长与小球半径之和,故C错误;根据题图乙的信息可得,单摆周期T=1.6s,由单摆周期公式T=2π,摆长为l=0.64m,故D错误。考点四受迫振动和共振[自主探究]1.自由振动、受迫振动和共振