高二级物理机械振动寒假作业

发布 2022-10-22 01:22:28 阅读 5473

第十一章

一、选择题(本题共10小题。1~5小题为单选题,每小题3分,6~10小题为多选题,每小题5分,漏选得3分,错选或不选的得0分。共40分)

1.弹簧振子的质量为,弹簧劲度系数为,在振子上放一质量为m的木块,使两者一起振动,如图。木块的回复力是振子对木块的摩擦力,也满足,是弹簧的伸长(或压缩)量,那么为( )

a. b. c. d.

2.一质点做简谐运动时,其振**象如图。由图可知,在t1和t2时刻,质点运动的( )

a.位移相同b.回复力相同。

c.速度相同d.加速度相同。

3.一个质点做简谐运动,它的振**象如图,则( )

a.图中的曲线部分是质点的运动轨迹。

b.有向线段oa是质点在时间内的位移。

c.有向线段oa在轴的投影是质点在时间内的位移。

d.有向线段oa的斜率是质点在时刻的瞬时速率。

4.有a、b两个弹簧振子,a的固有频率为f,b的固有频率为4f ,如果它们都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动,那么下列结论中正确的是( )

a.振子a的振幅较大,振动频率为2f

b.振子a的振幅较大,振动频率为f

c.振子b的振幅较大,振动频率为2f

d.振子b的振幅较大,振动频率为4f

5.将一个摆长为的单摆放在一个光滑的,倾角为的斜面上,其摆角为,如图。

下列说法正确的是( )

a.摆球做简谐运动的回复力。

b.摆球做简谐运动的回复力为。

c.摆球做简谐运动的周期为。

d.摆球在运动过程中,经平衡位置时,线的拉力为。

6.一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s,当振子从平衡位置开始向右运动,在0.17s时刻,振子的运动情况是( )

a.正在向左做减速运动b.正在向右做加速运动。

c.加速度正在减小d.动能正在减小。

7.做简谐运动的弹簧振子对平衡位置的位移为,速度为,加速度为,则( )

a.与同向时,振子加速b.与反向时,振子加速。

c.与反向时,位移变大d.与同向时,位移变大。

8.甲、乙两单摆在同一地点做简谐运动的图象如图,由图可知( )

a.甲和乙的摆长一定相等。

b.甲的摆球质量较小。

c.甲的摆角大于乙的摆角。

d.摆到平衡位置时,甲和乙摆线所受的拉力可能相等。

9.做简谐运动的物体,每次经过同一位置时,都具有相同的( )

a.加速度 b.速度 c.位移d.动能。

10.一个弹簧振子在水平方向做简谐运动,周期为t

a.若t时刻和时刻振子位移大小相等、方向相同,则一定等于t整数倍。

b.若t时刻和时刻振子速度大小相等、方向相反,则一定等于t/2整数倍。

c.若,则在t时刻和时刻振子的加速度一定相等。

d.若,则在t时刻和时刻弹簧的长度一定相等。

二、实验填充题(本题共2小题,每小题10分,共20分)

11.取一根轻弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图所示,让小球在竖直方向离开平衡位置放手后,小球在竖直方向做简谐运动(此装置也称为竖直弹簧振子),一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期t与质量m的关系,为了探索出周期t与小球质量m的关系,需多次换上不同质量的小球并测得相应的周期,现将测得的六组数据标示在以m为横坐标,t2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点。

1)根据图中给出的数据点作出t2与m的关系图线。

2)假设图中图线的斜率为b,写出t与m的关系式为。

3)求得斜率b的值是保留三位有效数字)

12.某同学利用焊有细钢针的音叉(固有频率f0)、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测定重力加速度。他的实验步骤有:

将熏有烟灰的金属片静止悬挂,调整音叉的位置,使音叉不振动时,针尖刚好能水平接触金属片,如图(a)所示。

轻敲音叉,使它振动,同时烧断悬线,使金属片自由下落。

从金属片上选取针尖划痕清晰的一段,从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为b、c、d、e、f、g、h,测出它们相邻之间的距离分别为b1、b2、b3、b4、b5、b6,如图(b)所示。

1)推导计算重力加速度的表达式: (已知固有频率f0) ;

2)金属片自由下落后(不计针尖与金属片间的摩擦),图(c)中3幅图中,你认为针尖在金属片上的划痕正确的是。

三、计算题(本题共4小题,每小题15分,共60分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分。)

13.在某地,摆长为l1的摆钟a在某一段时间内快了t秒,而另一摆长为l2的摆钟b在同一段时间内慢了t秒。那么,在该地走时准确的摆钟的摆长应为多少?

14.甲、乙两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上、下振动情况。

1)甲开始观察时,振子正好在平衡位置并向下运动,经过1s后,振子第一次回到平衡位置,且振子的振幅为5cm。设平衡位置上方为正方向,时间轴上每格代表为0.5s。

试画出甲观察到的弹簧振子的振**象。(画一个周期)

2)乙在甲观察3.5s后,开始观察并记录时间,试画出乙观察到的弹簧振子的振**象。(画一个周期)

15.如图所示,用很长的细线系着一个小球a组成一个单摆,在悬点o处还固定着一根竖直的细绳,吊在绳子上的小球b能沿绳子下滑,现将a球拉偏一个很小的角度,b球停在悬点o处,使它们同时开始运动,若a第一次到达最低点时跟b正好相碰,求:b与绳子的摩擦力跟b球重力的比值。()

16.如图所示,一轻弹簧悬于天花板上,其劲度系数为,在弹簧的下端挂一物块a,用一橡皮筋把a和另一同质量的物块b沿水平方向紧紧束在一起,a和b接触面间的最大静摩擦力足够大,g=10m/s2,不计空气阻力。整个装置处于平衡状态时,弹簧的伸长量为,现将a向上托起使弹簧的压缩量为后从静止释放,a和b一起做竖直方向的简谐运动。求:

最高点和最低点处a物块对b物块的静摩擦力的大小之比。

第十一章机械振动答案。

11.解:(1)根据图中给出的数据点作出t2与m的关系图线。(2)。(3)1.25s2/kg2(1.23——1.27)。(保留三位有效数字)。

12.解:(1)g=(b6+b5+b4-b3-b2-b1)f02 ; 2) c 。

13.解:设某一段时间为,在该地走时准确的摆钟的摆长为l。

;解之得:。

14.解:15.解:对a:;对b: ,解之得:;而,所以,。

16.解:开始释放点应是简谐运动的最高点,此时系统的加速度,方向向下。对b:

b受a的静摩擦方向应向下,,。由简谐运动的对称性可知最低点系统的加速度,方向向上。对b:

,得。所以。

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