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1、2022高中物理 課時自測 當(dāng)堂達標(biāo) 11.1 簡諧運動(含解析)新人教版選修3-4
1.(2018·宜賓高二檢測)一個質(zhì)點做簡諧運動,其位移x與時間t的關(guān)系圖線如圖所示,在t=4 s時,質(zhì)點的 ( )
A.速度為正的最大值,加速度為零
B.速度為負(fù)的最大值,加速度為零
C.速度為零,加速度為正的最大值
D.速度為零,加速度為負(fù)的最大值
【解析】選B。由圖象可知,在t=4 s時,質(zhì)點位于平衡位置在向負(fù)方向運動,此時速度為負(fù)的最大值,加速度為零;故A、C、D錯誤,B正確。
2.關(guān)于簡諧運動,下列說法正確的是 ( )
A.位移的方向總指向平衡位置
B.加速度方向總和位移方
2、向相反
C.位移方向總和速度方向相反
D.速度方向總和位移方向相同
【解析】選B。簡諧運動的位移的初始位置是平衡位置,所以簡諧運動過程中任一時刻的位移都是背離平衡位置的,故A選項錯誤;振子的加速度總是指向平衡位置的,而位移總是背離平衡位置的,故B選項正確;振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運動,速度方向與位移方向有時相同,有時相反,故C、D選項錯誤。
3.某彈簧振子的振動圖象如圖所示,將彈簧振子從平衡位置拉開4 cm后放開,同時開始計時,則在t=0.15 s時 ( )
A.振子正在做加速度減小的加速運動
B.振子正在做加速度增大的減速運動
C.振子速度方向沿x軸正方向
D.振子的位移
3、一定等于2 cm
【解析】選B。振子正向負(fù)的最大位移處運動,加速度在增大,速度在減小,故A錯、B對;振子的速度方向沿x軸負(fù)方向,C錯;在0.1~0.2 s內(nèi)振子做變速運動,故振子的位移不等于2 cm,D錯。
4.(多選)一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,下列說法正確的是
A.0~1 s速度在增大 B.0~1 s位移在增大
C.2~3 s速度在增大 D.2~3 s位移在增大
【解析】選A、C。0~1 s質(zhì)點從正向最大位移處向平衡位置運動,速度增大,位移減??;2~3 s質(zhì)點從負(fù)向最大位移處向平衡位置運動,速度增大,位移減小。故A、C正確。
5.(多選)貨車在水平
4、道路上行駛,貨物隨車廂底板上下振動而不脫離底板,設(shè)貨物的振動為簡諧運動,以向上的位移為正,其振動圖象如圖所示,在圖象上取a、b、c、d四點,則下列說法正確的是( )
A.a點對應(yīng)的時刻貨車對車廂底板的壓力最小
B.b點對應(yīng)的時刻貨車對車廂底板的壓力最大
C.c點對應(yīng)的時刻貨車對車廂底板的壓力最大
D.d點對應(yīng)的時刻貨車對車廂底板的壓力小于貨物重力
【解析】選A、C。a點對應(yīng)的時刻貨物的位移為正向最大,根據(jù)簡諧運動的特征得知,其加速度為負(fù)向最大,即向下最大,根據(jù)牛頓運動定律得知,貨物處于失重狀態(tài),貨物對車廂底板的壓力小于貨物的重力。b、d點對應(yīng)的時刻貨物的位移為零,其加速度為零,
5、根據(jù)牛頓運動定律得知,貨物對車廂底板的壓力等于貨物的重力。c點對應(yīng)的時刻貨物的位移為負(fù)向最大,根據(jù)簡諧運動的特征得知,其加速度為正向最大,即向上最大,根據(jù)牛頓運動定律得知,貨物處于超重狀態(tài),貨物對車廂底板的壓力大于貨物的重力。所以a點對應(yīng)的時刻貨物對車廂底板的壓力最小,c點對應(yīng)的時刻貨物對車廂底板的壓力最大,b、d點對應(yīng)的時刻貨物對車廂底板的壓力等于貨物重力。故A、C正確,B、D錯誤,故選A、C。
【補償訓(xùn)練】
1.一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,該質(zhì)點在t=3.5 s 時刻 ( )
A.速度為正、加速度為正
B.速度為負(fù)、加速度為負(fù)
C.速度為負(fù)、加速度為正
D.速度為正、
6、加速度為負(fù)
【解析】選D。由圖象可知,質(zhì)點從正的最大位移處出發(fā),向平衡位置運動,由此知3.5 s時質(zhì)點位于正的最大位移處,3~3.5 s質(zhì)點由平衡位置向正的最大位移處運動,所以此時速度為正,質(zhì)點做減速運動,加速度為負(fù),故選項D正確。
2.一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,在前2 s內(nèi)具有最大負(fù)方向速度的時刻是 ( )
A.0.5 s B.1 s C.1.5 s D.2 s
【解析】選A。質(zhì)點經(jīng)過平衡位置時速度最大,速度方向可以根據(jù)切線斜率的正負(fù)來判斷,也可以根據(jù)下一時刻位移的變化來判斷,還可以根據(jù)簡諧運動的過程來判斷。該題中,從t=0到t=1 s時間內(nèi)質(zhì)點向負(fù)方向的最大位移處運動,因此可判斷速度方向為負(fù)方向,當(dāng)位移為零時速度最大,所以0.5 s時負(fù)方向上速度最大。A正確。