《2019高中物理 課下能力提升三 第十一章 第3節(jié) 簡諧運動的回復(fù)力和能量（含解析）新人教版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高中物理 課下能力提升三 第十一章 第3節(jié) 簡諧運動的回復(fù)力和能量（含解析）新人教版選修3-4（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、簡諧運動的回復(fù)力和能量 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．[多選]關(guān)于回復(fù)力，下列說法正確的是(　　) 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命名的，它可以是彈力，也可以是重力或摩擦力等幾個力的合力 D．回復(fù)力實際上就是向心力 2．如圖所示，對做簡諧運動的彈簧振子m在位置A時的受力分析(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、支持力、摩擦力 3．如圖所示，圖甲為以O(shè)點為平衡位置，在A、B

2、兩點間做簡諧運動的彈簧振子，圖乙為該彈簧振子的振動圖象，由圖可知下列說法中正確的是(　　) A．在t＝0.2 s時，彈簧振子可能運動到B位置 B．在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個時刻，彈簧振子的速度相同 C．從t＝0到t＝0.2 s的時間內(nèi)，彈簧振子的動能持續(xù)增加 D．在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個時刻，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的簡諧運動，當物體到達最低點時，物體恰好掉下一半(即物體質(zhì)量減少一半)，此后振動系統(tǒng)的振幅的變化為(　　) A．振幅不變　　　　　　B．振幅變大 C．振幅變小 D．條件不夠，不

3、能確定 5．(2016·青島高二檢測)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的簡諧運動，當小球振動到最高點時彈簧正好為原長，則小球在振動過程中(　　) A．小球最大動能應(yīng)等于mgA B．彈簧的彈性勢能和小球動能總和保持不變 C．彈簧最大彈性勢能等于2mgA D．小球在最低點時的彈力大于2mg 二、非選擇題 6．彈簧振子以O(shè)點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t＝0.20 s時，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.50 s 時，振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求彈簧振子振動周期T； (2

4、)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.00 s內(nèi)通過的路程。 [提能練] 一、選擇題 1．[多選]當一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法中正確的是(　　) A．振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一定相等，彈性勢能相等 B．振子從最低點向平衡位置運動的過程中，彈簧彈力始終做負功 C．振子在運動過程中的回復(fù)力由彈簧彈力和振子重力的合力提供 D．振子在運動過程中，系統(tǒng)的機械能守恒 2．(2015·臨川高二檢測)把一個小球套在光滑細桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運動，它圍繞平衡位置O在A、B間振動，如圖所示，下列結(jié)論正確的是(　　)

5、 A．小球在O位置時，動能最大，加速度最小 B．小球在A、B位置時，動能最大，加速度最大 C．小球從A到O到B的過程中，回復(fù)力一直做正功 D．小球從B到O的過程中，振子振動的能量不斷增加 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。某時刻將B迅速移開，A將在斜面上做簡諧運動。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B的時刻為計時起點，則A的振動位移隨時間變化的圖象是選項圖中的(　　) 4．[多選]圖甲是一個彈簧振子的示意

6、圖，O是它的平衡位置，在B、C之間做簡諧運動，規(guī)定向右為正方向，圖乙是它的速度v隨時間t變化的圖象，下面的說法中正確的是(　　) A．t＝2 s時刻，它的位置在O點左側(cè)4 cm處 B．t＝3 s時刻，它的速度方向向左 C．t＝4 s時刻，它的加速度為方向向右的最大值 D．它的一個周期時間為8 s 5．[多選]如圖所示，一彈簧振子在B、C間做簡諧運動，平衡位置為O，振幅為A，已知振子的質(zhì)量為M。若振子運動到C處時，將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，m和M一起運動且無相對滑動，下列敘述正確的是(　　) A．振幅不變 B．振幅減小 C．最大動能不變 D．最大動能減小 二、非

7、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 的平臺上，隨平臺上、下做簡諧運動。設(shè)在簡諧運動過程中，二者始終保持相對靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k＝400 N/m，振幅為A＝0.1 m。試求：二者一起運動到最低點時，物體對平臺的壓力大小(取g＝10 m/s2)。 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選AC　回復(fù)力是物體振動時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，可以是某一個力，可以是某一個力的分力，也可以是幾個力的合力，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動所受到的效果力，雖然都是按效果命名的，但力的作用效果不同。

8、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，振子的位移為正的最大，但由于沒有規(guī)定正方向，所以此時振子的位置可能在A點也可能在B點，A正確；t＝0.1 s時速度為正，t＝0.3 s時速度為負，兩者方向相反，B錯誤；從t＝0到t＝0.2 s的時間內(nèi)，彈簧振子遠離平衡位置，速度減小，動能減小，C錯誤；t＝0.2 s 與t＝0.6 s 兩個時刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D錯誤。 4．解析：選B　當物體到達最低點時掉下一半(即物體質(zhì)量減少一半)后，新的系統(tǒng)將繼續(xù)做簡諧運動，機械能也是守恒的，所以還會到達原來的最低點，

9、但是，由于振子質(zhì)量的減少，新的平衡位置將比原來的平衡位置高，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?shù)竭_平衡位置時，有mgA＝mv2＋Ep，A錯誤；機械能守恒，因此動能、重力勢能和彈性勢能之和保持不變，B錯誤；從最高點到最低點，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，Ep＝2mgA，最低點加速度等于最高點加速度g，據(jù)牛頓第二定律F－mg＝mg，F(xiàn)＝2mg，D錯誤，C正確。 6．解析：(1)畫出彈簧振子簡諧運動的示意圖如圖所示。 由對稱性可得T＝0.50×2 s＝1.00 s (2)若B、C之間距離為25 cm， 則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm

10、 振子4.00 s(4個周期)內(nèi)通過的路程 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)運動，速度相同的位置可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，這時彈簧長度明顯不等，A錯誤；振子由最低點向平衡位置運動的過程中，彈簧對振子施加的力指向平衡位置，做正功，B錯誤；振子運動過程中的回復(fù)力由彈簧振子所受合力提供且運動過程中機械能守恒，C、D正確。 2．解析：選A　小球在平衡位置O時，彈簧處于原長，彈性勢能為零，動能最大，位移為零，加速度為零，A項正確；在最大位移A、B處，動能為零，加速度最大，B項錯誤

11、；由A→O回復(fù)力做正功，由O→B，回復(fù)力做負功，C項錯誤；由B→O動能增加，彈性勢能減小，總能量不變，D項錯誤。 3．解析：選B　剛移開B時應(yīng)為簡諧振動的最低點，此時彈簧的形變量x1＝，簡諧振動處于平衡位置時，彈簧的形變量x2＝，所以簡諧振動的振幅為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B向左計時，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，A錯誤；T＝3 s時為質(zhì)點從O到C過程中，所以它的速度方向向左，B正確；t＝4 s時刻，質(zhì)點在C處，位移向左最大，回復(fù)力與位移方向相反，即它的加速度為方向向右的最大值，C正確。 5．解析：選AC　振子運動到C處時速度恰為零，此時放上m，系統(tǒng)的總能量即為此時彈簧儲存的彈性勢能，由于簡諧運動中機械能守恒，所以振幅保持不變，A正確，B錯誤；由于機械能守恒，最大動能不變，C正確，D錯誤。 6．解析：當物體與平臺整體處于平衡狀態(tài)時，彈簧的壓縮量 x1＝＝0.125 m 整體運動到最低點時，彈簧的壓縮量 x＝x1＋A＝0.225 m 對整體有kx－(M＋m)g＝(M＋m)a 解得a＝8 m/s2 對m有FN－mg＝ma FN＝mg＋ma＝9 N 由牛頓第三定律得物體對平臺的壓力大小為F′N＝9 N 答案：9 N 6