人教版高中物理选择性必修第一册课后习题 第二章 机械振动 3 简谐运动的回复力和能量.docVIP

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3简谐运动的回复力和能量

必备知识基础练

1.(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

2.(多选)某质点做简谐运动的图像如图所示,以下说法正确的是()

A.t1、t2时刻的速度相同

B.从t1到t2这段时间内,速度与加速度同向

C.从t2到t3这段时间内,速度变大,加速度变小

D.t1和t3时刻的加速度相同

3.(江苏淮安新马高级中学高二期末)如图所示的简谐运动图像中,在t1和t2时刻,运动质点相同的量为()

A.加速度 B.位移

C.速度 D.回复力

4.关于简谐运动中弹簧振子的合力和位移的关系,下列图像表示正确的是()

5.(多选)当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时,下列说法正确的是()

A.振子在振动过程中,速度相同时,弹簧的长度一定相等,弹性势能相同

B.振子从最低点向平衡位置运动过程中,弹簧弹力始终做负功

C.振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供

D.振子在运动过程中,系统的机械能守恒

6.(广东卷)如图所示,一个轻质弹簧下端挂一小球,小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放,并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,周期为T。经T8时间,小球从最低点向上运动的距离(选填“大于”“小于”或“等于”)A2;在T4

7.如图所示,三角架质量为M,沿其中轴线用两根轻弹簧拴一质量为m的小球,上、下两弹簧的劲度系数均为k,重力加速度大小为g,原来三角架静止在水平面上。现使小球做上下振动,振动过程中发现三角架对水平面的压力最小为零但不离开水平面,求:

(1)三角架对水平面的压力为零时小球的瞬时加速度大小;

(2)小球做简谐运动的振幅。

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

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()

10.公路上匀速行驶的货车受一扰动,车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为T。取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,即t=0,其振动图像如图所示。则()

A.t=14

B.t=12

C.t=34

D.t=34

11.(多选)(山东泰安新泰一中高二期中)如图所示,轻质弹簧下挂重为300N的物体A时,弹簧伸长了3cm,再挂上重为200N的物体B时,弹簧又伸长了2cm,现将A、B间的细线烧断,使A在竖直平面内振动,则()

A.最大回复力为500N,振幅为5cm

B.最大回复力为200N,振幅为2cm

C.只减小A的质量,振动的振幅变小

D.只减小B的质量,振动的振幅变小

12.一轻质弹簧直立在地面上,其劲度系数为k=400N/m,弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子内装物体B,B的上、下表面恰与盒子接触,如图所示。A和B的质量mA=mB=1kg,g取10m/s2,不计阻力。先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动。已知弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变大小。

(1)求盒子A的振幅;

(2)求物体B的最大速率;

(3)当A、B的位移为正的最大和负的最大时,A对B的作用力的大小分别是多少?

参考答案

3简谐运动的回复力和能量

1.AD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

2.CDt1时刻振子速度最大,t2时刻振子的速度为零,故A不正确;t1到t2这段时间内,质点远离平衡位置,故速度背离平衡位置,而加速度指向平衡位置,所以二者方向相反,故B不正确;在t2到t3这段时间内,质点向平衡位置运动,速度在增大,而加速度在减小,故C正确;t1和t3时刻振子在平衡位置,故加速度均为零,选项D正确。

3.C由题图可知,t1和t2时刻,质点运动的位移大小相等,方向相反;根据简谐运动的加速度