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- 2021-05-25 发布
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规范演练52 机械振动
[抓基础]
1.(多选)(2019·辽宁鞍山模拟)弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过点O时开始计时,经过0.3 s,第一次到达点M,再经过0.2 s第二次到达点M,则弹簧振子的周期不可能为( )
A.0.53 s B.1.4 s
C.1.6 s D.2 s
E.3 s
答案:BDE
2.(多选)如图所示,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,让物块沿竖直方向做简谐运动,以竖直向上为正方向,物块做简谐运动的表达式为y=0.1sin 2.5πt(m),t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度.g取10 m/s2,以下判断中正确的是( )
A.h=1.7 m
B.物块做简谐运动的周期是0.8 s
C.0.6 s内物块运动的路程为0.2 m
D.t=0.4 s时,物块与小球运动方向相同
E.t=0.6 s时,物块与小球的加速度方向相同
答案:ABD
3.一简谐运动物体的位移x随时间t变化的关系式为x=0.2sin
2.5πt,位移x的单位为m,时间t的单位为s.则( )
A.弹簧振子的振幅为0.4 m
B.弹簧振子的周期为1.25 s
C.在t=0.2 s时,振子的运动速度为零
D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.2 m
答案:C
4.(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两单摆的摆长相等
B.甲摆的振幅比乙摆大
C.甲摆的机械能比乙摆大
D.在t=0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
E.由图象可以求出当地的重力加速度
答案:ABD
5.一质点做简谐振动,振幅为A,周期为T,O为平衡位置,B、C为两侧最大位移处,从经过位置P(P与O、B、C三点均不重合)时开始计时,则下列说法正确的是( )
A.经过T时,质点的平均速度必小于
B.经过T时,质点的路程不可能大于A,但可能小于A
C.经过T时,质点的瞬时速度不可能与经过P时相等
D.经过T时,质点的瞬时速度与经过P点时速度方向可能相同也可能相反
解析:质点的半个周期内的路程为2A,由于开始时的位置不是在最大位移处,所以质点的位移一定小于2A,则半个周期内的平均速度=<=,故A正确;质点在平衡位置附近的速度较大,而在最大位移附近的速度较小,所以若质点从P点开始时运动的方向指向平衡位置,则质点在T内的路程要大于A;若质点从P点开始时运动的方向远离平衡位置,则质点在T内的路程要小于A,故B错误;若质点开始时向平衡位置运动,经过T时,若质点到达与P对称的位置,则质点的瞬时速度与经过P时的瞬时速度是相等的,故C错误;根据振动的周期性可知,经过半个周期后,质点速度方向一定与开始时速度的方向相反,故D错误.
答案:A
6.(多选)(2019·江苏南通模拟)如图甲所示是演示简谐运动图象的装置,它由一根较长的细线和较小的沙漏组成.当沙漏摆动时,漏斗的细沙均匀流出,同时匀速拉出沙漏正下方的木板,漏出的细沙在木板上会形成一条曲线,这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图象,图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线),已知P、Q分别是木板上的两点,木板1、2的移动速度分别为v1、v2,则( )
甲 乙
A.P处堆积的细沙与Q处一样多
B.P处堆积的细沙与Q处多
C.v1∶v2=4∶3
D.v1∶v2=3∶4
解析:在图乙的P处时,沙摆的速度最小,在Q处时,沙摆的速度最大,所以P处堆积的细沙比Q处多,A错误,B正确;根据单摆周期公式T=2π,它们在同一地点,g相同,且摆长相同,则周期相同,设为T,OB段经历的时间是t1=2T,O′B′段经历的时间为t2=1.5T.设板长为L,则t1==2T,t2==1.5T,比较可得v1∶v2=3∶4,C错误,D正确.
答案:BD
7.(多选)(2019·宁夏石嘴山模拟)某处一单摆做简谐运动的振动方程为x=0.04 cos 3.14t(m),关于该单摆的叙述下列说法正确的是 ( )
A.该单摆的摆长约为1 m
B.若该单摆被考察队携至珠穆朗玛峰的顶端,则其摆动变慢
C.在t=1.2 s时摆球正沿正方向做加速运动,加速度正在减小
D.在0.25 s时刻和1.25 s时刻摆球沿相反方向经过同一位置
E.在0~4 s内摆球通过的路程为0.32 m,4 s末的位移为零
解析:单摆做简谐运动的振动方程为x=0.04cos 3.14t(m),结合简谐振动的方程:x=Acos ωt可知,ω=3.14 rad/s,所以该单摆的周期T== s=2 s,根据单摆的周期公式T=2π,得L== m≈1 m,故A正确;珠穆朗玛峰顶端的重力加速度减小,根据周期公式T=2π,可知该单摆的周期增大,摆动变慢,故B正确;根据振动方程x=0.04cos 3.14t(m),可知开始时摆球在正的最大位移处,在t=1.2 s时,T