2013届高考物理命题潜规则解密：专题80 机械振动（解析版·全国通用）

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1、全品高考网gk.canpoint.cn专题80机械振动高考命题潜规则解密80：简谐运动、简谐运动的图象、叠加体的简谐运动、受迫振动和共振规则验证：2012年全国理综第25题、2012年北京理综第17题、2012年重庆理综第14题、2011江苏物理第12题B(3)、2010全国理综1第21题命题规律：简谐运动、简谐运动的图象，是高考考查的重点和热点，考查简谐运动、简谐运动的图象、叠加体的简谐运动、受迫振动和共振的试题一般为选择题，难度较大。命题分析考查方式一简谐运动【命题分析】做简谐运动的物体，其回复力F=-kx，在通过关于平衡位置对称的两个位置时的一些物理量具有对称性。如：相对于平衡位置对称的

2、两个位置位移大小相等、方向相反；加速度大小相等、方向相反；速度大小相等，动能相等，势能相等；从某位置到达平衡位置的时间与从平衡位置到达对称点的时间相等。高考对简谐运动的考查难度中等。典例1.（2012年全国理综第25题）一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d。典例2．www.canpoint.cn010-5881806758818068全品高考网邮箱：canpoint@188.com第12页共12页全品高考网gk.canpoint.cn（2011江苏物理第12题B(3)）将一劲度

3、系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下湍系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。典例3（2010全国理综1第21题）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。t＝0时刻振子的位移x＝-0.1m；t＝s时刻x＝0.1m；t＝4s时刻x＝0.1m。该振子的振幅和周期可能为A．0.1m，s　　　　B．0.1m，8s　　　　C．0.2m，s　　　D．0.2m，8s典例4（2009年天津卷第8题）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin，则质点A.第1s末与第3

4、s末的位移相同B.第1s末与第3s末的速度相同www.canpoint.cn010-5881806758818068全品高考网邮箱：canpoint@188.com第12页共12页全品高考网gk.canpoint.cnC.3s末至5s末的位移方向都相同D.3s末至5s末的速度方向都相同考查方式二叠加体的简谐运动【命题分析】叠加体的简谐运动时二物体具有相同的运动状态，可利用整体法分析整体受力情况和运动情况。与外界没有力作用的物体做简谐运动的回复力由另一物体施加的摩擦力提供。高考对叠加体的简谐运动考查为选择题，难度中等或偏难。典例5．（2008四川延考区理综）光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/

5、2的两个木块。下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为www.canpoint.cn010-5881806758818068全品高考网邮箱：canpoint@188.com第12页共12页全品高考网gk.canpoint.cnA．f/kB．2f/kC．3f/kD．4f/k【解析】设系统的最大振幅为A，系统振动的最大加速度a==2kA/3m，对质量为m/2的木块，由牛顿运动定律得f=m/2·a，联立解得系统的最大振幅A=3f/k，选项C正确。【答案】C【点评】两木块之间的

6、最大静摩擦力提供上面木块简谐运动的最大加速度，对应最大振幅。典例6（2006年江苏物理）如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连。在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上做往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止。则下列说法正确的是 A．A和B均做简谐运动B．作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比C．B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静磨擦力对B不做功D．B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力始终对B做负功www.canpoint.cn010-5881806758818068全品高考网邮箱：canpoint@188.com第12页共12页全品高考网

7、gk.canpoint.cn考查方式三简谐运动的图象【命题分析】简谐运动的图象是正弦曲线，实质是简谐运动的质点位移随时间变化的图象。由简谐运动图象可判断出任意时刻的位移大小和方向、加速度方向（指向平衡位置——横轴）、速度方向等。高考对简谐运动图象的考查可能单独考查，可能和波动传播综合在一起考查，难度中等。典例7.（2012年北京理综第17题）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点