高三物理選修3-4復(fù)習(xí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練24

更上一層樓基礎(chǔ)·鞏固1.關(guān)于做簡諧運動的物體，完成一次全振動的意義有以下說法，其中正確的是()A.回復(fù)力第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程B.速度第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程C.動能或勢能第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程D.速度和加速度第一次同時恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程解析：物體第一次回到原來位置時回復(fù)力一定回復(fù)到原來的大小和方向，但速度的方向不一定相同，所以所經(jīng)歷的過程不一定完成一次全振動，所以選項A錯誤；物體從某位置運動到其對稱點時，速度的大小和方向都可能相同，但不一定完成一次全振動，所以選項B錯誤；動能和勢能是標(biāo)量，沒有方向，所以選項C錯誤；物體的速度和加速度第一次同時恢復(fù)原來的大小和方向，所經(jīng)歷的過程一定是一次全振動，所以選項D正確.答案：D2.關(guān)于質(zhì)點做簡諧運動，下列說法中正確的是（）A.在某一時刻，它的速度和回復(fù)力的方向相同，與位移的方向相反B.在某一時刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C.在某一段時間內(nèi)，它的回復(fù)力的大小增大，動能也增大D.在某一段時間內(nèi)，它的勢能減小，加速度的大小也減小解析：根據(jù)F=-kx可知，位移和回復(fù)力的方向始終相反，某點的速度方向是不確定的，可以與位移方向相同，也可以與位移方向相反，所以選項A正確；質(zhì)點的位移方向與加速度方向始終相反，所以選項B錯誤；質(zhì)點振動過程中，當(dāng)回復(fù)力增大時，其勢能增加，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，其動能必然減小，所以選項C錯誤；當(dāng)質(zhì)點的勢能減小時，位移減小，回復(fù)力減小，質(zhì)點的加速度大小也減小，所以選項D正確.答案：AD3.如圖11-3-10所示，在不滑水平桌面上有彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，開始時振子被拉到平衡位置O的右側(cè)A處，此時拉力大小為F，然后輕輕釋放振子，振子從初速度為零的狀態(tài)開始向左運動，經(jīng)過時間t后，第一次到達(dá)平衡位置圖11-3-10A.等于B.等于C.大于D.等于不為零某值，但由題設(shè)條件無法求出解析：由于振子從A→O的運動不是勻變速直線運動，而是加速度減小的變速直線運動，故＜，即A、C選項不對;由F回=kx知，A→O位移大小為，據(jù)平均速度定義==，故B選項對.答案：B4.對于彈簧振子,其回復(fù)力和位移的關(guān)系,在圖11-3-11圖11解析：根據(jù)公式F=-kx，可以判斷回復(fù)力與位移的圖象為一條直線，斜率為負(fù)，所以選項C正確.答案：C5.一個質(zhì)點經(jīng)過平衡位置O，在A、B間做簡諧運動，如圖11-3-12（a）所示，它的振動圖象如圖11-3-12（b）所示，設(shè)向右為正方向，則OB=_______________cm，第0.2s末質(zhì)點的速度方向是_________________，加速度大小為_______________；第0.4s末質(zhì)點加速度方向是_______________；第0.7s時，質(zhì)點位置在_______________區(qū)間，質(zhì)點從O運動到B再到A需時間t=_______________s，在4s圖11解析：（1）從圖象上看出振幅是5cm，所以O(shè)B=5cm.（2）根據(jù)正方向的規(guī)定及振動圖象知，質(zhì)點從位置B開始計時，第0.2s末，質(zhì)點回到平衡位置O，向負(fù)方向運動，所以此時速度方向從O指向A，位移為0.由F=-kx可知F=0，所以加速度ａ=0.（3）第0.4s末質(zhì)點到達(dá)A點，位移為負(fù)，回復(fù)力F應(yīng)為正，此時加速度方向由A指向O.（4）第0.7s時，位移為正，質(zhì)點在OB之間.（5）從圖象中讀出T=0.8s，則從O經(jīng)B到A需時間t=3T/4=0.6s.（6）由于T=0.8s，則4s內(nèi)完成全振動ｎ=4/0.8次=5次.答案：5O→A0OB0.656.一個小孩在蹦床上做游戲,他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度,小孩從高處開始下落到彈回的整個過程中,他的速度隨時間變化的圖象如圖11-3-13所示,圖中Oa段和de段為直線,則根據(jù)此圖象可知:小孩和蹦床相接觸的時間為圖11-3-13解析：由圖可以看出直線ｏａ表示與蹦床接觸前，即自由落體過程，直線ｄｅ表示與蹦床接觸后，即豎直上拋過程.所以小孩與蹦床接觸的時間為t5-t1，加速度最大應(yīng)對應(yīng)最低點，即速度為零的t3時刻.答案：t5-t1t3綜合·應(yīng)用7.(2004天津理綜)公路上勻速行駛的貨車受一擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板.一段時間內(nèi)貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運動，周期為T.取豎直向上為正方向，以某時刻作為計時起點，即t=0，其振動圖象如圖11-3-14圖11-3-14A.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最大B.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最小C.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最大D.t=T時，貨物對車廂底板的壓力最小解析：當(dāng)貨物有豎直向上的最大加速度時，處于超重狀態(tài)，貨物的車廂的壓力最大，即在t=T時，貨物對車廂底板的壓力最大，所以選項C正確，選項A錯誤；當(dāng)貨物有豎直向下的最大加速度時，處于失重狀態(tài)，即t=T時，貨物對車廂底板的壓力最小，所以選項B、D錯誤.答案：C8.(經(jīng)典回放)如圖11-圖11-3-15A.在t1時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最大B.在t2時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最小C.在t3時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最小D.在t4時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最大解析：從圖象的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可以知道此圖是機(jī)械振動圖象，圖中所描述的是一個質(zhì)點在不同時刻的位置，t2、t4是在平衡位置，t1、t3是在最大位移處，頭腦中應(yīng)出現(xiàn)一個彈簧振子的實物圖，根據(jù)彈簧振子振動的特征，彈簧振子在平衡位置時的速度最大，加速度為零，即彈力為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大，即彈力最大，所以選項B正確.答案：B9.已知彈簧振子的質(zhì)量是2kg，當(dāng)它運動到平衡位置左側(cè)2cm時受到的回復(fù)力是4N，求：當(dāng)它運動到平衡位置右側(cè)4cm時，受到的回復(fù)力的大小和方向以及加速度的大小和方向.解析：由F=-kx，所以力F1的大?。篎1=kx1，由此可解得:k=200N/m則：F2=kx2=200×4×10-2N=8N，由于位移向右，回復(fù)力F2方向向左.根據(jù)牛頓第二定律:a2==4m/s2，方向向左.答案：回復(fù)力大小為8N，方向向左；加速度的大小為4m/s2，方向向左.10.一輕質(zhì)彈簧直立在地面上，其勁度系數(shù)為k=400N/m，彈簧的上端與空心物體A連接，物體B置于A內(nèi)，B的上下表面恰好與A接觸，如圖11-3-16所示，A和B的質(zhì)量均為1kg，先將A向上抬高使彈簧伸長5cm后從靜止釋放，A和B一起做上下方向的簡諧運動，已知彈簧的彈性勢能決定于彈簧形變大?。╣取10m圖11-3-16（1）物體A的振幅；（2）物體B的最大速率；（3）在最高點和最低點A對B的作用力.解析：（1）振子在平衡位置時，所受合力為零，設(shè)此時彈簧被壓縮Δx(mA+mB)g=kΔxΔx=(mA+mB)g/k=5cm開始釋放時振子處在最大位移處，故振幅A為：A=5cm+5cm=10cm.（2）由于開始時彈簧的伸長量恰等于振子在平衡位置時彈簧的壓縮量，故彈簧勢能相等，設(shè)振子的最大速率為v，從開始到平衡位置，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：mg·A=mv2/2v==1.4m/s即B的最大速率為1.4m/s.（3）在最高點，振子受到的重力和彈力方向相同，根據(jù)牛頓第二定律：a==20m/s2A對B的作用力方向向下，其大小FN1為：FN1=mBa-mBg=10N在最低點，振子受到的重力和彈力方向相反，根據(jù)牛頓第二定律：a==20m/s2A對B的作用力方向向上，其大小FN2為：FN2=mBa+mBg=30N.沁園春·雪<毛澤東>北國風(fēng)光，千里冰封，萬里雪飄。望長城內(nèi)外，惟余莽莽；大河上下，頓失滔滔。山舞銀蛇，原馳蠟象，欲與天公試比高。須晴日，看紅裝素裹，分外妖