【名師一號】高中物理 第十一章 機械振動 簡 諧運動的回復力和能量雙基限時練 新人教版選修34.doc

雙基限時練(三)簡諧運動的回復力和能量1如圖所示，對做簡諧運動的彈簧振子m的受力分析，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、回復力c重力、支持力、回復力、摩擦力d重力、支持力、摩擦力解析有不少同學誤選b，產生錯解的主要原因是對回復力的性質不能理解清楚或者說是對回復力沒有弄清楚造成的，一定清楚地認識到回復力是根據效果命名的，它是由其他力所提供的力答案a2(多選題)關于簡諧振動，以下說法中正確的是()a回復力總指向平衡位置b加速度、速度方向永遠一致c在平衡位置加速度、速度均達到最大值d在平衡位置速度達到最大值，而加速度為零解析回復力是把物體拉回到平衡位置的力，a對；加速度方向始終指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能遠離平衡位置，b錯誤；平衡位置位移為零，據a知加速度為零，勢能最小，動能最大，速度最大，c錯，d對答案ad3如圖所示為一彈簧振子的振動圖象，由此可知()a在t1時刻，振子的動能最大，所受的回復力最大b在t2時刻，振子的動能最大，所受的回復力最小c在t3時刻，振子的動能最大，所受的回復力最小d在t4時刻，振子的動能最大，所受的回復力最大解析由題圖可知，t1時刻振子的位移最大，彈簧的彈性勢能最大，振子的動能為零，故a選項錯誤；t2時刻振子在平衡位置，彈性勢能最小，振子動能最大，振子所受回復力為零，故b選項正確；同理可知，c、d選項錯誤答案b4(多選題)關于振動平衡位置，下列說法正確的是()a是回復力產生的加速度改變方向的位置b是回復力為零的位置c是速度最大的位置d是加速度最大的位置解析物體在平衡位置時，位移為零，回復力為零，回復力產生的加速度為零，平衡位置是加速度方向改變的位置，是速度最大的位置，故a、b、c選項正確答案abc5一個做簡諧運動的物體，每次有相同的動能時，下列說法正確的是()a具有相同的速度 b具有相同的勢能c具有相同的回復力 d具有相同的位移解析注意矢量和標量的區(qū)別，只有b選項正確答案b6如圖所示為某質點的振動圖象，由圖可知()a第3 s末質點的位移是5 cmb第2 s末和第3 s末，質點的動量方向相同c第2 s內回復力做正功d第2 s內的加速度在逐漸變大解析從圖象可以看出第3 s末，位移是0，速度向x軸負方向且最大，而第2 s末v0；第2 s內，速度減小，回復力做負功，位移增加，a.故正確答案為d.答案d7(多選題)如圖所示是某彈簧振子的振動圖象，下列說法中正確的是()a振幅是4 cmb周期是8 sc4 s末振子的加速度為零，速度為負d第14 s末振子的加速度為正，速度最大解析由圖象可直接讀出振幅a4 cm，周期t8 s，所以a選項正確，b選項正確.4 s末通過平衡位置，速度方向沿x軸負向，故c選項正確由周期性可知，振子在14 s末的運動情況與第6 s末的運動情況相同，加速度最大，方向為正，但速度為零，故d選項錯誤答案abc8(多選題)如圖所示，豎直輕質彈簧下端固定在水平面上，上端連一質量為m的物塊a，a的上面放置一質量為m的物塊b，系統(tǒng)可在豎直方向做簡諧運動，則()a當振動到最低點時，b對a的壓力最大b當b振動到最高點時，b對a的壓力最小c當向上振動經過平衡位置時，b對a的壓力最大d當向下振動經過平衡位置時，b對a的壓力最大解析本題的關鍵是理解簡諧運動的對稱性a、b一起做簡諧運動，b做簡諧運動的回復力是由b的重力和a對b的作用力的合力提供做簡諧運動的物體在最大位移處時有最大回復力，即具有最大的加速度am，在最高點和最低點加速度大小相等，最高點時加速度向下，最低點時加速度向上，由牛頓第二定律對b在最高點時有：mgf高mam，得f高mgmam.在最低點時有：f低mgmam，得f低mgmam.經過平衡位置時，加速度為零，a對b的作用力f平mg.故a、b選項正確答案ab9一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，上端固定，下端接一質量為m的物體，讓其上下振動，物體偏離平衡位置的最大位移為a，當物體運動到最高點時，其回復力大小為()amgka bmgkacka dkamg解析在平衡位置時，回復力為零，有mgkx0.在下端最大位移位置時，回復力fk(ax0)mgka.由對稱性可知在最高點時的回復力大小也為ka.故c選項正確答案c10做簡諧運動的彈簧振子，其質量為m，最大速度為v0，若從某時刻算起，在半個周期內，合外力()a做功一定為0b做功可能是0到mv之間的某一個值c做功一定不為0d做功一定是mv解析經過半個周期后，振動的速度大小不變，由動能定理可知，a選項正確答案a11一個在y方向上做簡諧運動的物體，其振動圖象如圖所示下列關于圖的判斷正確的是(選項中v、f、a分別表示物體的速度、受到的回復力和加速度)()a圖可作為該物體的vt圖象b圖可作為該物體的ft圖象c圖可作為該物體的ft圖象d圖可作為該物體的at圖象解析因為fkx，a，故圖可作為ft、at圖象；而v隨x增大而減小，故vt圖象應為圖.答案c12如圖所示，光滑的水平面上放有一彈簧振子，已知小球質量m0.5 kg，彈簧勁度系數(shù)k240 n/m，將小球從平衡位置o向左平移，將彈簧壓縮5 cm，靜止釋放后小球在a、b間滑動，則(1)小球加速度最大是在a、b、o三點中哪點？此時小球加速度為多大？(2)小球速度最大是在a、b、o三點中哪點？此時小球速度為多大？(假設整個系統(tǒng)具有的最大彈性勢能為0.3 j)解析(1)由于簡諧運動的加速度ax，故加速度最大的位置在最大位移處的a或b兩點，加速度大小ax0.05 m/s224 m/s2(2)在平衡位置o小球的速度最大根據機械能守恒，有epmmv故vm m/s1.1 m/s答案(1)a點或b點，24 m/s2(2)o點，1.1 m/s13一質量為m、底面積為s的正方體木塊放在水面上靜止(平衡)，如圖所示，現(xiàn)用力向下將其壓入水中一段深度后撤去外力(沒有全部沒入水中)，木塊在水平面上下振動，試判斷木塊的振動是否為簡諧運動解析以木塊為研究對象，設靜止時木塊浸入水中x深，當木塊被壓入水中x后所受力如右圖所示則f回mgf浮f浮gs(xx)由式得f回mggs(xx)mggsxgsx.因為mggsx，所以f回gsx令kgs，則f回kx所以木塊的振動為簡諧運動答案見解析14在光滑水平面上有一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子質量為m，振動的最大速度為v0，如圖所示，當振子在最大位移為a的時刻把質量為m的物體輕放其上，則：(1)要保持物體和振子一起振動起來，兩者間的摩擦因數(shù)至少是多少？(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(2)一起振動時，兩者過平衡位置的速度多大？振幅又是多少？解析放物體前最大回復力fka，振動的最大機械能為mv.(1)放物體后，假定一起振動，則可能產生的最大加速度a，對物體m來說，所需回復力是由m提供的摩擦力，剛放時所需的摩擦力最大，最大靜摩擦力為mg當mgma時一起振動，所以即摩擦因數(shù)至少為.