2019高中物理課下能力提升三第十一章第3節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力和能量(含解析)新人教版選修34

2019高中物理課下能力提高三第十一章第3節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)的答復(fù)力和能量(含分析)新人教版選修342019高中物理課下能力提高三第十一章第3節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)的答復(fù)力和能量(含分析)新人教版選修3421/21肈PAGE21蚆薀莆羂莀膇螀艿蒞螁蒅薄螁螆膈膀蒈肂薅螂膂蒞羀肀膇罿蚅莄薃羄莈羀羆芀蚅螞羄螇聿袀罿蒂螅膄肀莇螁螀螇蚃裊蒃蒁羆艿蝕薆蝕羅羅袂薅羈莆芅袁肄芃芃膄葿芆莈肂膄裊蒀肇膁膆肇聿芄膃袁蚆蕿肇袆芀芄蚅節(jié)芅莁羇罿薁莄羃蚃襖螈羇蚈螃蒄芁肅螈蒀袇蒆螀薄螄膀莇羈螇芅羈蚄肂薁羆蝕蚇羋膂螃薄羂薅膈薇肇腿袃袂莃膄袀蕆螆莀袃蒄螄羇羋莈衿蟻羃螞羈薆羀莈薈袂肅芄莂膅螁羋莇袀膃薂螂螅腿芄膅肇芃膁膃蒀袁膄膈莈莃葿芀芃荿肄羇芅蒂羈蟻袂肁羅蚆薆螆艿肂蒁蕿裊蝿螇袆螁蒃肀芁螅薈罿羆聿襖羄蠆蚅芇羆肆莈羈薃莀蚅肆膇肆羀莁膂袈薅肈蒈膆膈螂螁薀蒅袇蒞芆螀芃莀肈莆蚆2019高中物理課下能力提高三第十一章第3節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)的答復(fù)力和能量(含分析)新人教版選修34簡諧運(yùn)動(dòng)的答復(fù)力和能量

[基礎(chǔ)練]

一、選擇題

1．[多項(xiàng)選擇]關(guān)于答復(fù)力，以下說法正確的選項(xiàng)是( )

A．答復(fù)力是指物體碰到的指向平衡地址的力

B．答復(fù)力是指物體碰到的合外力

C．答復(fù)力是以力的作用收效來命名的，它能夠是彈力，也能夠是重力或摩擦力等幾個(gè)

力的合力

D．答復(fù)力實(shí)質(zhì)上就是向心力

2．以下列圖，對(duì)做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子m在地址A時(shí)的受力分析(地址O為彈簧振子的

平衡地址)，正確的選項(xiàng)是( )

A．重力、支持力、彈簧的彈力

B．重力、支持力、彈簧的彈力、答復(fù)力

C．重力、支持力、答復(fù)力、摩擦力

D．重力、支持力、摩擦力

3．以下列圖，圖甲為以O(shè)點(diǎn)為平衡地址，在A、B兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，圖乙

為該彈簧振子的振動(dòng)圖象，由圖可知以下說法中正確的選項(xiàng)是( )

1A．在t時(shí)，彈簧振子可能運(yùn)動(dòng)到B地址B．在t與t兩個(gè)時(shí)辰，彈簧振子的速度相同C．從t＝0到t＝0.2s的時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的動(dòng)能連續(xù)增加D．在t與t兩個(gè)時(shí)辰，彈簧振子的加速度相同4．以下列圖，豎直懸掛的彈簧振子做振幅為A的簡諧運(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．振幅變大

C．振幅變小D．條件不夠，不能夠確定

5．(2016·青島高二檢測)以下列圖，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(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧正好為原長，則小球在振動(dòng)過程中

( )

2A．小球最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA

B．彈簧的彈性勢能和小球動(dòng)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(diǎn)時(shí)的彈力大于2mg

二、非選擇題

6．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡地址，在B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)辰，振子從O、

B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t＝0.20s時(shí)，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t

時(shí)，振子速度第二次變?yōu)椋璿。

求彈簧振子振動(dòng)周期T；

(2)若B、C內(nèi)經(jīng)過的行程。

[提能練]

一、選擇題

1．[多項(xiàng)選擇]當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是( )

A．振子在振動(dòng)過程中，速度相同時(shí)，彈簧的長度必然相等，彈性勢能相等

B．振子從最低點(diǎn)向平衡地址運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧彈力向來做負(fù)功

C．振子在運(yùn)動(dòng)過程中的答復(fù)力由彈簧彈力和振子重力的合力供應(yīng)

D．振子在運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

2．(2015·臨川高二檢測)把一個(gè)小球套在圓滑細(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)，它圍繞平衡地址O在A、B間振動(dòng)，以下列圖，以下結(jié)論

正確的選項(xiàng)是( )

3A．小球在O地址時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最小

B．小球在A、B地址時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大

C．小球從A到O到B的過程中，答復(fù)力素來做正功

D．小球從B到O的過程中，振子振動(dòng)的能量不斷增加

3．以下列圖，一底端有擋板的斜面體固定在水平面上，其斜面圓滑，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)辰將B迅速移開，A將在斜面上做簡諧運(yùn)動(dòng)。已知物塊、B的質(zhì)量分A別為mA、mB，若取沿斜面向上為正方向，移開B的時(shí)辰為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則A的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的圖象是選項(xiàng)圖中的()44．[多項(xiàng)選擇]圖甲是一個(gè)彈簧振子的表示圖，O是它的平衡地址，在B、C之間做簡諧運(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，下面的說法中正確的選項(xiàng)是( )

A．t＝2s時(shí)辰，它的地址在O點(diǎn)左側(cè)4cm處

B．t＝3s時(shí)辰，它的速度方向向左

C．t＝4s時(shí)辰，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8s

5．[多項(xiàng)選擇]以下列圖，一彈簧振子在B、C間做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡地址為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)且無相對(duì)滑動(dòng)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )5A．振幅不變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.以下列圖，質(zhì)量m的物體放在質(zhì)量M的平臺(tái)上，隨平臺(tái)上、下做

簡諧運(yùn)動(dòng)。設(shè)在簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，兩者向來保持相對(duì)靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k＝400

N/m，振幅為A＝0.1m。試求：兩者一起運(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．分析：選AC答復(fù)力是物體振動(dòng)時(shí)碰到的指向平衡地址的力，它使物體回到平衡位

置。它是依照收效命名的，能夠是某一個(gè)力，能夠是某一個(gè)力的分力，也能夠是幾個(gè)力的合

力，答復(fù)力不用然等于合外力，向心力是指物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所碰到的收效勞，誠然都是按收效命名的，但力的作用收效不相同。

2．分析：選A由彈簧振子的受力可知，振子受彈力、重力和支持力。

3．分析：選At時(shí)，振子的位移為正的最大，但由于沒有規(guī)定正方向，因此

此時(shí)振子的地址可能在A點(diǎn)也可能在B點(diǎn)，A正確；t時(shí)速度為正，t時(shí)速

6度為負(fù)，兩者方向相反，B錯(cuò)誤；從t＝0到t的時(shí)間內(nèi)，彈簧振子遠(yuǎn)離平衡地址，速度減小，動(dòng)能減小，C錯(cuò)誤；ts與ts兩個(gè)時(shí)辰，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．分析：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，新的系統(tǒng)將連續(xù)做簡諧運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能也是守恒的，因此還會(huì)到達(dá)原來的最低點(diǎn)，但是，由于振子質(zhì)量的減少，新的平衡地址將比原來的平衡地址高，因此振幅變大，B正確。5．分析：選C小球平衡地址kxmg12＝mg，x＝A＝k，當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡地址時(shí)，有mgA＝2mv00＋Ep，A錯(cuò)誤；機(jī)械能守恒，因此動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能之和保持不變，B錯(cuò)誤；從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，重力勢能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥詣菽?，E＝2mgA，最低點(diǎn)加速度等于最高點(diǎn)加速度p，據(jù)牛頓第二定律－＝，＝2，D錯(cuò)誤，C正確。gFmgmgFmg6．分析：(1)畫出彈簧振子簡諧運(yùn)動(dòng)的表示圖以下列圖。由對(duì)稱性可得T

若B、C之間距離為25cm，

1則振幅A＝2

振子4.00s(4個(gè)周期)內(nèi)經(jīng)過的行程

s＝4×4×12.5cm＝200cm

(2)200cm

[提能練]

1．分析：選CD振子在平衡地址兩側(cè)往來運(yùn)動(dòng)，速度相同的地址可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡

地址對(duì)稱的兩點(diǎn)，這時(shí)彈簧長度明顯不等，A錯(cuò)誤；振子由最低點(diǎn)向平衡地址運(yùn)動(dòng)的過程中，

彈簧對(duì)振子施加的力指向平衡地址，做正功，B錯(cuò)誤；振子運(yùn)動(dòng)過程中的答復(fù)力由彈簧振子

所受合力供應(yīng)且運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，C、D正確。

2．分析：選A小球在平衡地址O時(shí)，彈簧處于原長，彈性勢能為零，動(dòng)能最大，位

移為零，加速度為零，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答復(fù)力做正功，由O→B，答復(fù)力做負(fù)功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由B→O動(dòng)能增加，彈性勢能減小，總能量不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3．分析：選B剛移開B時(shí)應(yīng)為簡諧振動(dòng)的最低點(diǎn)，此時(shí)彈簧的形變量x1＝

7ABgsinθ，簡諧振動(dòng)處于平衡地址時(shí)，彈簧的形變量Aθ，因此簡諧振m＋mx2＝mgsinkkmBgsinθ動(dòng)的振幅為x1－x2＝，B正確。k4．分析：選BCD依照?qǐng)D象可知是從彈簧振子經(jīng)過B向左計(jì)時(shí)，T＝8s，D正確；因此從B到OT即2s，其地址應(yīng)該在O點(diǎn)，A錯(cuò)誤；＝3s時(shí)為質(zhì)點(diǎn)從O到C過程中，T因此它的速度方向向左，B正確；t＝4s時(shí)辰，質(zhì)點(diǎn)在C處，位移向左最大，答復(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．分析：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)蓄的彈性勢能，由于簡諧運(yùn)動(dòng)中機(jī)械