课时作业:2.3 简谐运动的回复力和能量 (原卷版).docx

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2.3课简谐运动的回复力和能量

解题要点梳理:

1.判断物体是否做简谐运动的两种方法:

①x-t图像为正弦曲线;②F-x满足F=-kx的形式

常用判断步骤:

(1)找平衡位置(2)找回复力(3)找F=-kx(4)找方向关系

2.简谐运动中两个特殊位置x、F、a、v、Ek、Ep量的关系:

最大位移处,x、F、a、Ep最大,v、Ek为零;平衡位置处,x、F、a、Ep为零,v、Ek最大。

3.简谐运动的能量与振幅有关,振幅越大,振动的能量越大。

4.简谐运动机械能守恒,即任意时刻都有:E=Ep+Ek

5.简谐运动是理想状态:实际的振动总是要受到摩擦和阻力,因此在振动过程中需要不断克服外界阻力做功而消耗能量,振幅会逐渐减小,最终停下来。

基础巩固

1.(2022·全国·高三专题练习)(多选)关于简谐运动的理解,下列说法中正确的是_____。

A.简谐运动是匀变速运动

B.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量

C.位移减小时,加速度减小,速度增大

D.位移的方向总跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同

E.物体运动方向指向平衡位置时,速度的方向与位移的方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同

2.(2022·河南·郑州四中高二阶段练习)(多选)弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中()

A.振子所受的回复力逐渐增大B.振子的速度逐渐减小

C.振子的位移逐渐减小D.振子的加速度逐渐减小

3.(2022·吉林·农安县教师进修学校高二期中)(多选)如图所示是某一质点做简谐运动的振动图像,下列说法正确的是()

A.在第1s内,质点速度逐渐增大

B.在第1s内,质点加速度逐渐增大

C.在第2s内,质点的回复力逐渐增大

D.在第4s内,质点的动能逐渐增大

4.(2022·山西临汾·高二阶段练习)(多选)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振动可视为简谐运动,周期为T。竖直向上为正方向,以某时刻为计时起点,其振动图象如图所示,则下列说法正确的是()

A.t=T时,货物对车厢底板的压力最小

B.t=T时,货物对车厢底板的压力最小

C.t=T时,货物对车厢底板的压力最小

D.t=T时,货物所受合力为零

5.(2022·山西·柳林县鑫飞中学高二期中)如图所示的弹簧振子,O为平衡位置,B、C为最大位移位置,以向右的方向为正方向,则振子从B运动到O的过程中,位移方向为________,大小逐渐________,回复力方向为________,大小逐渐________,动能逐渐________,势能逐渐________。(选填“正”“负”“增大”或“减小”)

6.(2022·全国·高二课时练习)如图所示,一水平弹簧振子在A、B间做简谐运动,平衡位置为O,已知物体的质量为M。

(1)同一振动系统简谐运动的能量取决于___________,物体振动时动能和___________相互转化,总机械能___________。

(2)物体在振动过程中,下列说法中不正确的是()

A.物体在平衡位置,动能最大,弹性势能最小

B.物体在最大位移处,弹性势能最大,动能最小

C.物体在向平衡位置运动时,由于物体振幅减小,故总机械能减小

D.在任意时刻,动能与弹性势能之和保持不变

(3)若物体运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面,且m和M无相对滑动而一起运动,下列说法正确的是()

A.振幅增大?????????????B.振幅减小C.最大动能不变????????????D.最大动能减小

7.(2021·四川省绵阳江油中学高二阶段练习)如图所示为一沿水平方向振动的弹簧振子的振动图象,求:

(1)从计时开始,什么时刻第一次达到动能最大?

(2)在第2s末到第3s末这段时间内振子的速度、弹性势能各怎样变化?

(3)该振子在前100s内总位移是多少?

(4)写出该振动的振动方程。

8.(2022·宁夏·银川市第六中学高二期中)如图所示的弹簧振子在光滑水平面上以振幅A作简谐运动,质量为M的滑块上面放一质量为m的砝码,砝码随滑块一起做简谐运动,已知弹簧的劲度系数为k,试求:

(1)使砝码随滑块一起振动的回复力是什么?它跟位移成正比的比例常数k等于多少?

(2)当滑块运动到振幅一半位置时,砝码所受的回复力有多大?方向如何?

能力提升

9.(2022·全国·高二课时练习)如图所示,物块与叠放在一起,以为平衡位置,在之间做简谐振动,两者始终保持相对静止,取向右的方向为正方向,其振动的位移随时间的变化图像如图,则下列说法正确的是(

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