第一节机械振动(实验:单摆的周期与摆长的关系)(建议用时:40分钟)一、选择题1.(2016·高考北京卷)如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动.以平衡位置O为原点,建立Ox轴,向右为x轴正方向.若振子位于N点时开始计时,则其振动图象为()解析:选A
由题意,向右为x轴的正方向,振子位于N点时开始计时,因此t=0时,振子的位移为正的最大值,振动图象为余弦函数,A项正确.2.如图所示,在两根等长的曲线下悬挂一个小球(可视为质点)组成了所谓的双线摆,若摆长为l,两线与天花板的左、右两侧夹角均为α,当小球垂直纸面做简谐运动时,其周期为()A.2πB.2πC.2πD.2π解析:选D
根据公式T=2π,本题中l′=lsinα,故T=2π,D正确.3
如图所示,两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量是乙的质量的4倍,弹簧振子做简谐运动的周期T=2π,式中m为振子的质量,k为弹簧的劲度系数.当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中()A.甲的振幅是乙的振幅的4倍B.甲的振幅等于乙的振幅C.甲的最大速度是乙的最大速度的D.甲的振动周期是乙的振动周期的2倍解析:选BCD
细线断开前,两根弹簧上的弹力大小相同,弹簧的伸长量相同,细线断开后,两物块都开始做简谐运动,简谐运动的平衡位置都在弹簧原长位置,所以它们的振幅相等,A错误,B正确;两物块做简谐运动时,动能和势能相互转化,总机械能保持不变,细线断开前,弹簧的弹性势能就是物块开始做简谐运动时的机械能,二者相等,根据机械能守恒,可知在振动过程中,它们的机械能相等,到达平衡位置时,它们的弹性势能为零,动能达到最大,二者相等,因为甲的质量是乙的质量的4倍,根据动能公式可知甲的最大速度是乙的最大速度的,C正确;根据弹簧振子做简谐运动的周期公式T=2π,甲的质量是乙的质量的4倍,甲的振动周期是乙的