2018年物理同步优化指导教科版选修3-4练习:周末培优练二单摆简谐运动的图像和公式含解析精品.pdf
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1、周末培优练 (二)单摆简谐运动的图像和公式 1.如图所示, 一摆长为l 的单摆, 在悬点的正下方的P 处有一钉子, P 与悬点相距l-l, 则这个摆做小幅度摆动时的周期为() A2 l g B2 l g C l g l g D2 l l 2g 解析: 碰钉子前摆长为l,故周期T12 l g,碰钉子后摆长变为 l,则周期T2 2 l g ,所以此摆的周期TT 1 2 T2 2 l g l g . 答案: C 2如图所示为两个单摆的振动图像,从图像中可以知道它们的() A摆球质量相等B振幅相等 C摆球同时改变速度方向D摆长相等 解析: 由振动图像可知T14 s,T24 s故摆长相同,振幅不同B 错
2、误, D 正确; 由 T 2 l g知, T 与质量无关,质量大小无法确定 A 错误;由于计时起点不同,速度方 向改变的时刻不同,C 错误 答案: D 3(多选 )如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像,则下列说法中正确的是() A甲、乙两摆的振幅之比为21 Bt2 s 时,甲摆的重力势能最小,乙摆的动能为零 C甲、乙两摆的摆长之比为41 D甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小相等 解析: 由振动图像可知甲、乙两单摆振幅之比为21,A 正确 t2 s 时;甲处在平衡 位置,重力势能最小,乙在最大位移处,动能为零,B 正确,因 T甲4 s,T乙8 s故 T甲 T乙 L甲 L乙, L甲 L乙
3、1 4 , C 错误;由av 2 L ,因 v 无法比较,故D 错误 答案: AB 4如图甲所示是利用砂摆演示简谐运动图像的装置当盛砂的漏斗下面的薄木板被水 平匀速拉出时, 做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间 变化的关系第一次以速度v1匀速拉动木板,图乙给出了砂摆振动的图线;第二次使砂摆 的振幅减半,再以速度v2匀速拉动木板,图丙给出了砂摆振动的图线由此可知,砂摆两 次振动的周期T1和 T2以及拉动木板的速度v1和 v2的关系是 () AT1T221 BT1T212 Cv1 v221 Dv1v212 解析: 本题考查单摆做简谐运动的特征,其周期与振幅无关根据单摆
4、做简谐运动的条 件知, T1T211,再结合图示分析,设图示板的位移为x,xv12T1,xv24T2,故 v1 v221,C 正确 答案: C 5如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像,以向右的方向作为摆球偏离平衡位 置位移的正方向,从t0 时刻起,当甲第一次到达右方最大位移处时() A乙在平衡位置的左方,正向右运动 B乙在平衡位置的左方,正向左运动 C乙在平衡位置的右方,正向右运动 D乙在平衡位置的右方,正向左运动 解析: 本题考查单摆运动规律,要求学生利用图像进行分析从图中可看出,当甲第一 次到达右方最大位移处时为t1.5 s 时刻,此时乙处在正向位移处,即偏离平衡位置向右的 某个位置,
5、并且正向平衡位置运动,故乙处在平衡位置右方,正向左运动,D 对 答案: D 6一质点沿直线做简谐运动的图像如图所示,以下说法中正确的是() A该质点振动频率为0.25 Hz B在 0.01 st0.02 s 内,质点的速度与加速度方向相同 C在 0.025 s 时,质点的速度与加速度方向相同 D在 0.04 s 时,质点的动能最大 解析: 由振动图像知T0.04 s,f 1 T25 Hz,A 错误;在 0.01 s0.02 s 内,质点远离 平衡位置做减速运动,速度与加速度方向相反,B 错误;在0.025 s 时,质点从最大位移处 向平衡位置运动,速度与加速度方向相同,C 正确;在 0.04
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