簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量同步練習(xí)-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

試卷第=page33頁，共=sectionpages33頁回復(fù)力與能量一、多選題1．如圖所示，物體A與滑塊B一起在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)周期為T，A、B之間的的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ（己知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），已知輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B的質(zhì)量分別為m和M，下列說法正確的是（）A．物體A受到重力、摩擦力、回復(fù)力作用B．A、B間無相對(duì)滑動(dòng)的最大振幅為μ(C．某時(shí)刻，B的速度為v，經(jīng)過Δt后，B的速度再次為v，則ΔtD．當(dāng)物體B相對(duì)平衡位置的位移為x時(shí)，A、B間摩擦力的大小等于kx【答案】BC2．如圖所示，傾角為θ的光滑絕緣斜面頂端固定一勁度系數(shù)為k1的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧另外一端連接一質(zhì)量為m、帶電荷量為+Q的小球P，斜面底端固定一帶電小球S，帶電荷量為-q，當(dāng)小球P靜止時(shí)，兩者相距r?，F(xiàn)突然將小球S移走，小球P做簡諧運(yùn)動(dòng)，已知靜電力常量為k，彈簧的原長為x0，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，則（）A．小球P受到的回復(fù)力滿足F回=-kx，式中k為彈簧的勁度系數(shù)B．小球P做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為kQqkC．小球P做簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置距離斜面頂端mgsinθkD．若不撤去小球S，給小球P沿斜面向下的初速度，小球P仍做簡諧運(yùn)動(dòng)【答案】AB二、單選題3．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諧運(yùn)動(dòng)，它圍繞平衡位置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，加速度最大B．小球在A、B位置時(shí)，勢能最大，加速度最小C．小球從A經(jīng)O到B的過程中，回復(fù)力先做正功后做負(fù)功D．小球從B到O的過程中，振動(dòng)的能量不斷減小【答案】C4．如圖所示，在粗細(xì)均勻的一根木筷下端繞幾圈鐵絲，豎直浮在較大的裝有水的杯中。把木筷往上提起一段距離（木筷下端未離開水面）后放手，木筷就在水中上下振動(dòng)。不考慮在振動(dòng)過程中的能量損失，則（）A．木筷的振動(dòng)不是簡諧運(yùn)動(dòng)B．木筷振動(dòng)的回復(fù)力為水對(duì)木筷的浮力C．木筷在振動(dòng)過程中所受的合力與振動(dòng)位移成正比D．木筷振動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)底端距水面的距離為振幅【答案】C5.下列關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)所受回復(fù)力的說法中正確的是（

）A．回復(fù)力是由物體的彈性形變產(chǎn)生的B．回復(fù)力的方向總是和速度的方向相反C．回復(fù)力由物體受到的合外力提供D．回復(fù)力的方向總是指向平衡位置【答案】D6．一輕質(zhì)彈簧上端系于天花板上，一端掛一質(zhì)量為m的小球，彈簧的勁度系數(shù)為k，將小球從彈簧為自由長度時(shí)的豎直位置放手后，小球做簡諧運(yùn)動(dòng)，則下列說法不正確的是（）A．小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的恢復(fù)力大小為mgB．小球從放手運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，下降的高度為2mg/kC．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小為2gD．小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置動(dòng)能大小為m【答案】C7．如圖所示，傾角為30°的斜面固定在水平地面上，其下端有一垂直于斜面的固定擋板。輕質(zhì)彈簧的一端與擋板相連，另一端連接一質(zhì)量為0.4kg的光滑小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。現(xiàn)將小球由平衡位置O沿斜面向上拉動(dòng)15cm至P點(diǎn)，使其在P、P′之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，M、N為斜面上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)。規(guī)定沿斜面向上為正方向，已知彈簧的勁度系數(shù)為20N/m且彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，取g=10m/s2。則（）A．小球在P點(diǎn)的回復(fù)力為-5NB．小球在P′點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量為25cmC．小球從N點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)四分之三個(gè)周期，其運(yùn)動(dòng)的路程小于45cmD．在M、N兩點(diǎn)，小球的速度大小相等，彈簧的彈性勢能也相等【答案】B8．做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺，當(dāng)擺球通過最低位置時(shí)（）A．?dāng)[球所受的合力為零 B．?dāng)[線對(duì)擺球的拉力為零C．?dāng)[球所受的回復(fù)力為零 D．?dāng)[球的重力勢能一定為零【答案】C9．如圖所示，一輕彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧振子，物體在同一條豎直線上的A、B兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，C為AO的中點(diǎn)，振子的周期為T。t=0時(shí)刻物體恰經(jīng)過C點(diǎn)并向上運(yùn)動(dòng)，則（）A．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力為零B．t=T4時(shí)刻，物體運(yùn)動(dòng)到C．t=T2時(shí)刻，物體運(yùn)動(dòng)到O、D．0?T【答案】C10．如圖所示，一輕彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧振子，物體在同一條豎直線上的A、B間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，C為AO的中點(diǎn)，已知OC=h，彈簧的勁度系數(shù)為k，某時(shí)刻物體恰好以大小為v的速度經(jīng)過C點(diǎn)并向上運(yùn)動(dòng)，則從此刻開始半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，對(duì)質(zhì)量為m的物體，下列說法正確的是（）A．回復(fù)力做功為2mghB．重力勢能減少了2mghC．速度的變化量大小為0D．通過A點(diǎn)時(shí)回復(fù)力的大小為kh【答案】B解答題11．如圖所示，一水平彈簧振子在A、B間做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，已知振子的質(zhì)量為M。①簡諧運(yùn)動(dòng)的能量取決于什么？振子振動(dòng)時(shí)能量如何轉(zhuǎn)化？總的機(jī)械能如何變化？辨析：A.回復(fù)力的方向總是與位移的方向相同。()B.回復(fù)力的方向總是與加速度的方向相反。()C.水平彈簧振子運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)，回復(fù)力不為零，能量為零。()D.回復(fù)力的大小與速度大小無關(guān)，速度增大時(shí)，回復(fù)力可能增大，也可能減小。()E.振子在平衡位置，動(dòng)能最大，彈性勢能最小F.振子在最大位移處，彈性勢能最大，動(dòng)能最小G.振子在向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于振子振幅減小，故總機(jī)械能減小H.在任意時(shí)刻，動(dòng)能與彈性勢能之和保持不變(2)若振子運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，且m和M無相對(duì)滑動(dòng)而一起運(yùn)動(dòng)，振幅和最大動(dòng)能如何變化？12．物理學(xué)中，力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切，而力的空間積累效果——做功，又是能量轉(zhuǎn)化的量度。因此我們研究某些運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以先分析研究對(duì)象的受力特點(diǎn)，進(jìn)而分析其能量問題。已知重力加速度為g，且在下列情境中，均不計(jì)空氣阻力。（1）勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，若以小物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸Ox，如圖所示，用x表示小物塊由平衡位置向下發(fā)生的位移。求小物塊的合力F與x（2）系統(tǒng)的總勢能為重力勢能與彈性勢能之和。請(qǐng)你結(jié)合小物塊的受力特點(diǎn)和求解變力功的基本方法，以平衡位置為系統(tǒng)總勢能的零勢能參考點(diǎn)，推到小物塊振動(dòng)位移為x時(shí)系統(tǒng)總勢能EP的表達(dá)式。13．簡諧運(yùn)動(dòng)是我們研究過的一種典型運(yùn)動(dòng)方式。一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做機(jī)械振動(dòng)，如果它的回復(fù)力與偏離平衡位置的位移大小成正比，而且方向與位移方向相反，就能判定它是簡諧運(yùn)動(dòng)。如圖所示，將兩個(gè)勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧套在光滑的水平桿上，彈簧的兩端固定，中間接一質(zhì)量為m的小球，此時(shí)兩彈簧均處于原長?，F(xiàn)將小球沿桿拉開一段距離后松開，小球以O(shè)為平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)你據(jù)此證明，小球所做的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。14．如圖所示，輕彈簧上面固定一質(zhì)量為m的小球，小球在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅為A，運(yùn)動(dòng)過程的最高點(diǎn)彈簧正好為原長，則小球在振動(dòng)過程中，由哪些力提供回復(fù)力？平衡位置在哪里？15．一根彈簧的上端固定，下端系一小球，將小球向下拉一點(diǎn)距離后放手，小球便上下振動(dòng)起來。試證明這個(gè)小球在做簡諧運(yùn)動(dòng)。（提示：使小球振動(dòng)的回復(fù)力是小球所受到的重力和彈簧彈力的合力）16．質(zhì)量為m的小球被勁度系數(shù)分別是k1和k2的輕彈簧拴住，置于光滑水平面上，如圖所示，此時(shí)兩個(gè)彈簧均處于原長狀態(tài)，記為位置O。（1）證明