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1、简谐运动的回复力和能量1(多选)(2014宁波高二检测)关于机械振动，以下说法正确的是()A回复力可能是物体受到的合外力B回复力是根据力的作用效果命名的C振动中位移的方向是不变的D物体振动到平衡位置时所受合外力一定等于零【解析】回复力可以是某个力，可以是某个力的分力，也可以是几个力的合力，A正确；回复力可以由重力、弹力、摩擦力等各种不同性质的力提供，其效果是使物体回到平衡位置，B正确；位移是从平衡位置指向物体所在位置，其方向是不同的，C错误；物体振动到平衡位置时，所受回复力为零，但合外力不一定为零，D错误矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。【答案】AB2下列能正确反映
2、做简谐运动的物体所受回复力与位移关系的图象是()【解析】由Fkx知B选项正确【答案】B3弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()A振子所受的回复力逐渐增大B振子的位移逐渐增大C振子的速度逐渐减小D振子的加速度逐渐减小【解析】振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的位移，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小而回复力与位移成正比，故回复力也减小由牛顿第二定律aF/m得，加速度也减小，物体向平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑。【答案】D4(多选)(2015大连质检)图11312如图11312
3、所示为某一质点的振动图象，|x1|x2|，由图可知，在t1和t2两个时刻，质点振动的速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为()残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂。Av1v2，方向相同Bv1a2，方向相同Da1a2，方向相反【解析】由图象知t1、t2两时刻质点都在沿x轴负方向运动，越靠近平衡位置，速度越大，故选项A正确由akx可知，选项D正确酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾。【答案】AD5(多选)一质点做简谐运动的图象如图11313所示，则该质点()图11313A在0.015 s时，速度和加速度都为x方向B在0.010.03 s内，速度与加
4、速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟。C在第八个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大D在每1 s内，回复力的瞬时功率有100次为零【解析】该题考查各物理量在图象中的表示，要根据图象把握运动过程在0.015 s时，从图象中可以看出，速度方向沿x方向，而加速度方向沿x方向，A项错误；在0.01 s0.03 s时间内，速度方向先沿x方向，后沿x方向，速度先减小后增大，而加速度方向始终沿x方向，加速度大小先增大后减小，所以B正确；在第八个0.01 s内的位移沿x方向且逐渐增大，而速度却在不断减小，所以
5、C错误；由图可知：T0.04 s，1 s内的周期数n25，当回复力为零时，回复力的功率为零，当回复力最大时，质点速度为零，回复力的功率也为零，这样一个周期内，功率为零的时刻有四次，因此，在每1 s内回复力的瞬时功率为零的次数有425100(次)，所以D正确謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔。【答案】BD6.图11314如图11314为一弹簧振子的振动图象，由此可知()A在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小D在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大【解析】t1、t3时刻振子在
6、最大位移处，弹力最大，动能最小t2、t4时刻振子在平衡位置，动能最大、弹力最小，故B正确厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬。【答案】B7(2015合肥高二检测)图11315如图11315所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离x，释放后振子在A、B间振动，且AB20 cm，振子由A到B的时间为0.1 s，则下列说法中正确的是()茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠。A振子在A、B两点时，弹簧弹力大小相等B振子由A到O的时间比振子由O到B的时间短C振子完成一次全振动通过的路程为20 cmD若使振子在AB10 cm间振动，则振子由A到B的时间仍为0.
7、1 s【解析】在A、B两点，弹力大小并不相等，但回复力相等，故A错误；据对称性，振子从A到O和从O到B时间相同，B错误；一次全振动的路程为4A40 cm，C错误；由于周期不变，仍为0.2 s，A到B仍用时0.1 s，D正确鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘。【答案】D8.图11316如图11316所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M.(1)简谐运动的能量取决于_，本题中物体振动时_能和_能相互转化，总_守恒籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。(2)(多选)关于振子的振动过程有以下说法，其中正确的是_A振子在平
8、衡位置，动能最大，势能最小B振子在最大位移处，势能最大，动能最小C振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D在任意时刻，动能与势能之和保持不变【解析】(1)简谐运动的能量取决于振幅，本题中物体振动时动能和弹性势能相互转化，总机械能守恒(2)振子在平衡位置两侧往复振动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D正确；到平衡位置处速度达到最大，动能最大，势能最小，所以A正确；振幅的大小与振子的位置无关，所以选项C错误預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。【答案】(1)振幅动弹性
9、势机械能(2)ABD9.图11317公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为T.竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图11317所示，则()渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。AtT时，货物对车厢底板的压力最大BtT时，货物对车厢底板的压力最小CtT时，货物对车厢底板的压力最大DtT时，货物对车厢底板的压力最小【解析】要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在T时，货物向上的加速度最大，则C选项正确；若货物对车厢底板
10、的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在时，货物向下的加速度最大，所以选项A、B、D错误铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。【答案】C10(2014青岛检测)图11318如图11318所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中()擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。A小球最大动能应等于mgAB弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C弹簧最大弹性势能等于2mgAD小球在最低点时的弹力大于2mg【解析】小球平衡位置kx
11、0mg，x0A，当到达平衡位置时，有mgAmv2kA2，A错；机械能守恒，是动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，B错；从最高点到最低点，重力势能全部转化为弹性势能，Ep2mgA，最低点加速度等于最高点加速度g，据牛顿第二定律Fmgmg，F2mg，D错贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。【答案】C11(多选)图11319如图11319所示，物体m系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为k1和k2，且k1k，k22k，两弹簧均处于自然状态向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动，O为平衡位置(不计阻力)，则下列判断正确的是()坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣
12、脐鯪裣鄧鯛。Am做简谐运动，OCOBBm做简谐运动，OCOBC回复力FkxD回复力F3kx【解析】m在平衡位置O处两弹簧均处于原长状态，则m振动后任取一位置A，如图设在A处m的位移为x，则在A处m在水平方向的合力Fk2xk1x(k2k1)x，考虑到回复力F与x方向关系有：F(k2k1)x3kx，选项D正确，C错误；可见m做的是简谐运动，由简谐运动的对称性可得OCOB，选项A正确，B错误蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭。【答案】AD12.图11320两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为k1、k2，它们与一个质量为m的小球组成弹簧振子，静止时，两弹簧均处于原长，如图11320所示试证明弹簧振子做的运动是简谐运动買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝。【解析】以平衡位置为坐标原点建立坐标轴，设左右两边弹簧的弹力分别为F1、F2，振子在平衡位置时F合F1F20，当振子离开平衡位置时，因两弹簧发生形变而使振子受到指向平衡位置的力设离开平衡位置的正位移为x，则振子所受的合力为F(k1xk2x)(k1k2)xkx.所以，弹簧振子的运动为简谐运动綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。【答案】见解析
