鲁科版高中物理选择性必修第1册课后习题 第2章 第1节 简谐运动.docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

第2章机械振动

第1节简谐运动

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.关于简谐运动的回复力,下列说法正确的是()

A.可以是恒力

B.可以是方向不变而大小变化的力

C.可以是大小不变而方向改变的力

D.可以是大小变化、方向变化的力

解析回复力特指使振动物体回到平衡位置的力,对简谐运动而言,其大小必与位移大小成正比,方向与位移方向相反,选项D正确。

答案D

2.(多选)关于简谐运动,以下说法正确的是()

A.回复力总指向平衡位置

B.加速度、速度方向永远一致

C.在平衡位置加速度、速度均达到最大值

D.在平衡位置速度达到最大值,而加速度为零

解析回复力是使物体回到平衡位置的力,选项A正确;加速度方向始终指向平衡位置,速度方向可能指向平衡位置,也可能背向平衡位置,选项B错误;平衡位置位移为零,据a=-kxm

答案AD

3.(多选)做简谐运动的弹簧振子除平衡位置外,在其他位置时,关于它的加速度方向,下列说法正确的是()

A.一定与速度方向相同

B.有时与速度方向相同,有时与速度方向相反

C.总是指向平衡位置

D.总是与位移方向相反

解析回复力指使物体回到平衡位置的力,对简谐运动而言,其大小必与位移大小成正比,其方向必与位移方向相反,并总是指向平衡位置,而加速度的方向与回复力的方向相同;由于振子的运动具有周期性,故加速度方向与速度方向有时相同,有时相反,故A错,B、C、D对。

答案BCD

4.关于简谐运动中弹簧振子的合力和位移的关系,图中表示正确的是()

解析根据F=-kx可知,回复力与位移的关系图像为一条直线,斜率为负值,选项C正确。

答案C

5.(多选)下列说法中正确的是()

A.弹簧振子的平衡位置一定在弹簧的原长位置

B.弹簧振子的平衡位置可能在弹簧的原长位置

C.弹簧振子的运动是简谐运动

D.弹簧振子的运动是振动,不是简谐运动

解析通过水平、竖直弹簧振子来分析其平衡位置,水平弹簧振子其平衡位置就在弹簧原长的位置。在竖直悬挂的弹簧下端固定一个钢球,它们组成了一个振动系统,其平衡位置不在弹簧的原长位置,而是在弹力与重力平衡(即合力为零)的位置,故A错,B对;弹簧振子的运动是简谐运动,故C对,D错。

答案BC

6.水平弹簧振子的质量是2kg,当它运动到平衡位置左侧2cm时,受到的回复力是4N,当它运动到平衡位置右侧4cm时,它的加速度大小为,方向为。?

解析由F=-k处,回复力为4N,则在平衡位置右侧4cm处,回复力F=-8N,负号表示方向向左,a=Fm=-4m/s2,负号表示方向向左,即大小为4m/s2

答案4m/s2向左

7.如图所示,光滑的水平面上放有一轻弹簧,轻弹簧右端固定在滑块上,已知滑块质量m=0.5kg,弹簧劲度系数k=240N/m,将滑块从平衡位置O向左平移,将弹簧压缩5cm,静止释放后滑块在A、B间滑动,则:

(1)滑块加速度最大是在A、B、O三点中的哪几点?此时滑块加速度大小为多少?

(2)滑块速度最大是在A、B、O三点中的哪点?此时滑块速度为多大?(假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3J)

解析(1)由于简谐运动的加速度a=Fm=-k

故加速度最大的位置在最大位移处的A、B两点,加速度大小

a=km/s2=24m/s2

(2)在平衡位置O滑块的速度最大。

根据机械能守恒,有Epm=12

故vm=2E

答案(1)A点、B点24m/s2(2)O点1.1m/s

关键能力提升练

8.

(多选)如图所示,物体A置于物体B上,一轻弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度范围内,A和B在光滑水平面上往复运动(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的静摩擦力对B不做功

D.B对A的静摩擦力始终对A做正功,而A对B的静摩擦力对B做负功

解析物体A、B保持相对静止,在轻质弹簧的作用下做简谐运动,故A正确;对A、B整体由牛顿第二定律kAa,解得Ff=mAk

答案AB

9.

如图所示,一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上,其下端固定,当弹簧的长度为原长时,其上端位于O点。现有一小球从O点由静止释放,将弹簧压缩至最低点(弹簧始终处于弹性限度内)。在此过程中,关于小球的加速度a随下降位移x的变化关系正确的是()

解析小球受竖直向下的重力和竖直向上的弹力,下降位移g-kx=ma,可得a=g-km

答案A

10.关于水平放置的弹簧振子的运动,下列说法正确的是 ()

A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值

B.振子通过平衡位置时