《2022高中物理 課下能力提升三 第十一章 第3節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量（含解析）新人教版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022高中物理 課下能力提升三 第十一章 第3節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量（含解析）新人教版選修3-4（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022高中物理 課下能力提升三 第十一章 第3節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量（含解析）新人教版選修3-4 一、選擇題 1．[多選]關(guān)于回復(fù)力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．回復(fù)力是指物體受到的指向平衡位置的力 B．回復(fù)力是指物體受到的合外力 C．回復(fù)力是以力的作用效果來(lái)命名的，它可以是彈力，也可以是重力或摩擦力等幾個(gè)力的合力 D．回復(fù)力實(shí)際上就是向心力 2．如圖所示，對(duì)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子m在位置A時(shí)的受力分析(位置O為彈簧振子的平衡位置)，正確的是(　　) A．重力、支持力、彈簧的彈力 B．重力、支持力、彈簧的彈力、回復(fù)力 C．重力、支持力、回復(fù)力、摩擦力 D．重力、

2、支持力、摩擦力 3．如圖所示，圖甲為以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，圖乙為該彈簧振子的振動(dòng)圖象，由圖可知下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．在t＝0.2 s時(shí)，彈簧振子可能運(yùn)動(dòng)到B位置 B．在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的速度相同 C．從t＝0到t＝0.2 s的時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的動(dòng)能持續(xù)增加 D．在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的加速度相同 4．如圖所示，豎直懸掛的彈簧振子做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，物體恰好掉下一半(即物體質(zhì)量減少一半)，此后振動(dòng)系統(tǒng)的振幅的變化為(　　) A．振幅不變　　　　　　B．

3、振幅變大 C．振幅變小 D．條件不夠，不能確定 5．(2016·青島高二檢測(cè))如圖所示，彈簧上面固定一質(zhì)量為m的小球，小球在豎直方向上做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧正好為原長(zhǎng)，則小球在振動(dòng)過(guò)程中(　　) A．小球最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA B．彈簧的彈性勢(shì)能和小球動(dòng)能總和保持不變 C．彈簧最大彈性勢(shì)能等于2mgA D．小球在最低點(diǎn)時(shí)的彈力大于2mg 二、非選擇題 6．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t＝0.20 s時(shí)，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.50 s 時(shí)，

4、振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求彈簧振子振動(dòng)周期T； (2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.00 s內(nèi)通過(guò)的路程。 [提能練] 一、選擇題 1．[多選]當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．振子在振動(dòng)過(guò)程中，速度相同時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度一定相等，彈性勢(shì)能相等 B．振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧彈力始終做負(fù)功 C．振子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的回復(fù)力由彈簧彈力和振子重力的合力提供 D．振子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 2．(2015·臨川高二檢測(cè))把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它

5、圍繞平衡位置O在A、B間振動(dòng)，如圖所示，下列結(jié)論正確的是(　　) A．小球在O位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最小 B．小球在A、B位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大 C．小球從A到O到B的過(guò)程中，回復(fù)力一直做正功 D．小球從B到O的過(guò)程中，振子振動(dòng)的能量不斷增加 3．如圖所示，一底端有擋板的斜面體固定在水平面上，其斜面光滑，傾角為θ。一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在擋板上，上端與物塊A連接在一起，物塊B緊挨著物塊A靜止在斜面上。某時(shí)刻將B迅速移開(kāi)，A將在斜面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。已知物塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，若取沿斜面向上為正方向，移開(kāi)B的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則A的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的圖象是選

6、項(xiàng)圖中的(　　) 4．[多選]圖甲是一個(gè)彈簧振子的示意圖，O是它的平衡位置，在B、C之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，規(guī)定向右為正方向，圖乙是它的速度v隨時(shí)間t變化的圖象，下面的說(shuō)法中正確的是(　　) A．t＝2 s時(shí)刻，它的位置在O點(diǎn)左側(cè)4 cm處 B．t＝3 s時(shí)刻，它的速度方向向左 C．t＝4 s時(shí)刻，它的加速度為方向向右的最大值 D．它的一個(gè)周期時(shí)間為8 s 5．[多選]如圖所示，一彈簧振子在B、C間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，振幅為A，已知振子的質(zhì)量為M。若振子運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)，將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，m和M一起運(yùn)動(dòng)且無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，下列敘述正確的是(　　) A．振幅不變

7、 B．振幅減小 C．最大動(dòng)能不變 D．最大動(dòng)能減小 二、非選擇題 6.如圖所示，質(zhì)量m＝0.5 kg的物體放在質(zhì)量M＝4.5 kg 的平臺(tái)上，隨平臺(tái)上、下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。設(shè)在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，二者始終保持相對(duì)靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k＝400 N/m，振幅為A＝0.1 m。試求：二者一起運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，物體對(duì)平臺(tái)的壓力大小(取g＝10 m/s2)。 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選AC　回復(fù)力是物體振動(dòng)時(shí)受到的指向平衡位置的力，它使物體回到平衡位置。它是根據(jù)效果命名的，可以是某一個(gè)力，可以是某一個(gè)力的分力，也可以是幾個(gè)力的合力，回復(fù)力不一定等于合外力，向心力是指物體做勻速圓周運(yùn)

8、動(dòng)所受到的效果力，雖然都是按效果命名的，但力的作用效果不同。 2．解析：選A　由彈簧振子的受力可知，振子受彈力、重力和支持力。 3．解析：選A　t＝0.2 s時(shí)，振子的位移為正的最大，但由于沒(méi)有規(guī)定正方向，所以此時(shí)振子的位置可能在A點(diǎn)也可能在B點(diǎn)，A正確；t＝0.1 s時(shí)速度為正，t＝0.3 s時(shí)速度為負(fù)，兩者方向相反，B錯(cuò)誤；從t＝0到t＝0.2 s的時(shí)間內(nèi)，彈簧振子遠(yuǎn)離平衡位置，速度減小，動(dòng)能減小，C錯(cuò)誤；t＝0.2 s 與t＝0.6 s 兩個(gè)時(shí)刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D錯(cuò)誤。 4．解析：選B　當(dāng)物體到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)掉下一半(即物體質(zhì)量減少一半)后，新的系

9、統(tǒng)將繼續(xù)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能也是守恒的，所以還會(huì)到達(dá)原來(lái)的最低點(diǎn)，但是，由于振子質(zhì)量的減少，新的平衡位置將比原來(lái)的平衡位置高，所以振幅變大，B正確。 5．解析：選C　小球平衡位置kx0＝mg，x0＝A＝，當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡位置時(shí)，有mgA＝mv2＋Ep，A錯(cuò)誤；機(jī)械能守恒，因此動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和保持不變，B錯(cuò)誤；從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，Ep＝2mgA，最低點(diǎn)加速度等于最高點(diǎn)加速度g，據(jù)牛頓第二定律F－mg＝mg，F(xiàn)＝2mg，D錯(cuò)誤，C正確。 6．解析：(1)畫(huà)出彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的示意圖如圖所示。 由對(duì)稱性可得T＝0.50×2 s＝1.00 s (2)若B、C之

10、間距離為25 cm， 則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm 振子4.00 s(4個(gè)周期)內(nèi)通過(guò)的路程 s＝4×4×12.5 cm＝200 cm 答案：(1)1.00 s　(2)200 cm [提能練] 1．解析：選CD　振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，速度相同的位置可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)，這時(shí)彈簧長(zhǎng)度明顯不等，A錯(cuò)誤；振子由最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧對(duì)振子施加的力指向平衡位置，做正功，B錯(cuò)誤；振子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的回復(fù)力由彈簧振子所受合力提供且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，C、D正確。 2．解析：選A　小球在平衡位置O時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，彈性勢(shì)能為零，動(dòng)能最大，位移為零，加速度為

11、零，A項(xiàng)正確；在最大位移A、B處，動(dòng)能為零，加速度最大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由A→O回復(fù)力做正功，由O→B，回復(fù)力做負(fù)功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由B→O動(dòng)能增加，彈性勢(shì)能減小，總能量不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．解析：選B　剛移開(kāi)B時(shí)應(yīng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的最低點(diǎn)，此時(shí)彈簧的形變量x1＝，簡(jiǎn)諧振動(dòng)處于平衡位置時(shí)，彈簧的形變量x2＝，所以簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅為x1－x2＝，B正確。 4．解析：選BCD　根據(jù)圖象可知是從彈簧振子經(jīng)過(guò)B向左計(jì)時(shí)，T＝8 s，D正確；因此從B到O要0.25T即 2 s，其位置應(yīng)該在O點(diǎn)，A錯(cuò)誤；T＝3 s時(shí)為質(zhì)點(diǎn)從O到C過(guò)程中，所以它的速度方向向左，B正確；t＝4 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)在C處，位移向左最大，回復(fù)力與位

12、移方向相反，即它的加速度為方向向右的最大值，C正確。 5．解析：選AC　振子運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)速度恰為零，此時(shí)放上m，系統(tǒng)的總能量即為此時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能，由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，所以振幅保持不變，A正確，B錯(cuò)誤；由于機(jī)械能守恒，最大動(dòng)能不變，C正確，D錯(cuò)誤。 6．解析：當(dāng)物體與平臺(tái)整體處于平衡狀態(tài)時(shí)，彈簧的壓縮量 x1＝＝0.125 m 整體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的壓縮量 x＝x1＋A＝0.225 m 對(duì)整體有kx－(M＋m)g＝(M＋m)a 解得a＝8 m/s2 對(duì)m有FN－mg＝ma FN＝mg＋ma＝9 N 由牛頓第三定律得物體對(duì)平臺(tái)的壓力大小為F′N＝9 N 答案：9 N