东营市胜利第三十九中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：1.2振动的描述 课时作业（含解析）

1.2振动的描述
课时作业（含解析)
1．水平弹簧振子做简谐运动经过A点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向A点，平衡位置为O点，下面有关A、B两点的位置关系正确的是（
）
A．
B．
C．
D．
2．下列各图中能够正确描述简谐运动的物体加速度与位移的关系图象是（
）
A．B．
C．D．
3．一个弹簧振子在A，B间做简谐运动，O为平衡位置，如图所示，从某时刻起开始计时t=0，经过周期，振子具有正向最大速度，则如图所示的图象中，哪一个能正确反映振子的振动情况？（
）
A．
B．
C．
D．
4．盛砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动.其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以、两种速度拉动，且，得到如图所示的两种图像，则其振动周期和的关系为
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，一弹簧振子在B、C两点间做简谐运动，B、C间距为12cm，O是平衡位置，振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5s，则下列说法中正确的是（
）
A．该弹簧振子的周期为1s
B．该弹簧振子的频率为2Hz
C．该弹簧振子的振幅为12cm
D．振子从O点出发第一次回到O点的过程就是一次全振动
6．一个在水平方向做简谐运动的质点,
振幅为5cm　,
周期为2s　,
该质点从平衡位置开始经过　258ｓ　，它对平衡位置的位移大小为
　　（
　
）
A．0
B．5cm
C．10cm
D．250cm
7．如图所示，一弹簧振子做简谐运动，周期为T，下列说法正确的是（
）
A．若t时刻和时刻振子对平衡位置的位移大小相等，方向相反则一定等于T/2的整数倍
B．若t时刻和时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则一定等于T/2的整数倍
C．若，则在这段的时间内，振子的路程可能大于振幅
D．若，则在t时刻和时刻振子速度的大小不一定相等
8．一弹簧振子在水平面内做简谐运动
当振子每次经过同一位置时，不一定相同的物理量（
）
A．速度
B．加速度
C．动能
D．弹性势能
9．如图所示，做简谐运动的质点，表示加速度与位移的关系的图线是
[
]
A．
B．
C．
D．
10．如图所示是一个弹簧振子，O为平衡位置，则振子从a→O运动的过程中，下列说法正确的是（
）
A．位移不断减小
B．速度不断减小
C．加速度不断增大
D．弹簧的弹性势能不断增大
11．物体做机械振动的条件是始终受到方向指向____________的回复力，弹簧振子的回复力是由振子所受弹簧的弹力提供，则单摆的回复力是由摆球所受____________提供。
12．一弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x＝0.1sin(2.5πt+)，位移x的单位为m，时间t的单位为s。则弹簧振子的周期为_____s;弹簧振子的振动初相位_______;在t＝0.4s时，振子的位移_____m，振子的加速度是_______(填最大或最小)。在t＝0.4s到t＝0.6s时间段内振子的动能________(填增加或减小)。
13．如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s。试回答下列问题：
①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：________cm；
②x=0.5m处质点在0~4.5s内通过的路程为________cm。
14．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，BC相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，振子首次到达C点，则振子的振幅为_______，周期为______，振子在5s内通过的路程为_______
参考答案
1．C
【解析】
简谐运动中加速度的方向总是指向平衡位置，所以振子经过A点时的加速度指向B也要指向O，振子经过B点时的加速度方向既要指向A也要指向O，则AB应该是分布在平衡位置O的两侧；简谐运动中振子偏离平衡位置越远加速度越大，所以B距离平衡位置更远一些，综上分析，C正确，ABD错误。
故选C。
2．B
【解析】
物体做简谐运动的回复力由弹力提供，弹力满足胡克定律，又由回复力的方向总跟物体位移的方向相反得：
F=-kx
由牛顿第二定律得
知a正比于x，且a与x始终反向，所以图像是过原点的倾斜直线，且位于二、四象限，B正确；ACD错误。
故选B。
3．C
【解析】
振子在平衡位置速度最大，振子具有正向最大速度说明振子此时正在向正方向运动，可知在t=0时刻，振子在负方向最大位移处，C正确。
故选C。
4．A
【解析】
设板长为L，则：
，
根据题意，有：v2=2v1故
T1=T2
A.
与分析相符，故A正确。
B.
与分析不符，故B错误。
C.
与分析不符，故C错误。
D.
与分析不符，故D错误。
5．A
【解析】
A．振子每次从C运动到B的时间均为0.5s，则可知半个周期为0.5s，所以周期为1s，A正确；
B．该弹簧振子的频率为
Hz
B错误；
C．该弹簧振子的振幅为6cm，C错误；
D．振子从O点出发到再次回到O点的过程半个周期，不是一次全振动，D错误。
故选A。
6．A
【解析】
质点在水平方向做简谐运动，周期为2s，质点从平衡位置开始经过258s，由于258s=129倍的周期，即质点完成了129倍的全振动，故物体仍然在平衡位置，位移为零；
7．C
【解析】
A.
若t时刻和（t+△t）时刻振子对平衡位置的位移大小相等，方向相反，只表明振子两时刻相对于平衡位置O对称，△t不一定等于的整数倍，故A错误．
B.
若t时刻和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，表明振子两时刻相对于平衡位置O对称或者相对于A（或B）距离相等，△t不一定等于的整数倍，故B错误．
C.
振子在平衡位置附近运动速度快，因此内，振子的路程可能大于振幅，故C正确；
D.
相差半个周期的振子运动速度大小一样，方向相反，故D错误；
8．A
【解析】
每次经过同一位置时，位移相同，回复力相同，加速度相同，速度大小相同，方向可能相反，A正确；BCD错误。
故选A。
9．C
【解析】
根据，由数学知识知a-x图象是位于第二、第三象限内过原点的直线，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．A
【解析】
振子从a→O运动的过程是靠近平衡位置，故位移减小，速度增加，加速度减小，弹性势能减小，故A正确．
11．
平衡位置；
重力沿圆弧切向的分力；
【解析】物体做机械振动的条件是始终受到方向指向平衡位置，的回复力，弹簧振子的回复力是由振子所受弹簧的弹力提供，则单摆的回复力是由摆球所受重力沿圆弧切向的分力提供。
12．0.8
-0.1
最大
增加
【解析】
[1]由，可得，则周期
。
[2]
由，初相位为。
[3]
时，位移
。
[4]
根据，振子是从正向最大位移处开始振动，当振子振动了半个周期，振子振动到了负向最大位移，所以加速度达到了最大值。
[5]从到振子是从最大位移向平衡位置振动，速度逐渐增大，振子的动能逐渐增大。
13．y=5cos2πtcm
90
【解析】
[1]由图可知，波的波长为，根据
解得波的周期T=1s，则质点振动的周期为1s
根据
解得
x=0.5m处的质点在t=0时刻处于正向最大位移处，所以x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式为
，质点在0～0.5s内通过的路程s=2A=10cm
[2]由题意得
质点在0～4.5s内通过的路程
14．0.10
1
2
【解析】
[1]．由题意可得，振子的振幅为A=10cm=0.1m；
[2]．振子从B点经过0.5s首次到达C点，则周期为T=1s；
[3]．振子在5s内通过的路程为5×4A=20A=2m.