《高中物理 11.3 简谐运动的回复力和能量同步练习 新人教版选修3-4.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 11.3 简谐运动的回复力和能量同步练习 新人教版选修3-4.doc(5页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、11.3 简谐运动的回复力和能量 同步练习(人教版选修3-4)1关于简谐运动的回复力,下列说法中正确的是()A可以是恒力B可以是方向不变而大小变化的力C可以是大小不变而方向改变的力D是大小和方向均改变的力答案:D2弹簧振子做简谐运动时,当振子经过同一位置时一定相同的物理量是()A速度B加速度C动能 D回复力答案:BCD3关于振幅,以下说法中正确的是 ()A物体振动的振幅越大,振动越强烈B一个确定的振动系统,振幅越大振动系统的能量越大C振幅越大,物体振动的位移越大D振幅越大,物体振动的加速度越大答案:AB4某物体在O点附近做往复运动,其加速度随位移的变化规律如图1135所示,物体做简谐运动的是(
2、)图1135解析:选B.由简谐运动的特征知,Fkxma,所以a,故akx,故正确选项为B.5把一个小球套在光滑细杆上,球与轻弹簧相连组成弹簧振子,小球沿杆在水平方向做简谐运动,它围绕平衡位置O在A、B间振动,如图1136所示,下列结论正确的是()图1136A小球在O位置时,动能最大,加速度最小B小球在A、B位置时,动能最大,加速度最大C小球从A经O到B的过程中,回复力一直做正功D小球从B到O的过程中,振动的能量不断增加解析:选A.小球在平衡位置时动能最大,加速度为零,因此A选项正确小球靠近平衡位置时,回复力做正功;远离平衡位置时,回复力做负功振动过程中总能量不变,因此B、C、D选项不正确一、选
3、择题1. 如图1137所示,弹簧振子B上放一个物块A,在A与B一起做简谐运动的过程中,关于A受力说法中正确的是()图1137A物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力答案:D2. 如图1138所示为一弹簧振子,O为平衡位置,设向右为正方向,振子在B、C之间振动时()图1138ABO位移为负、速度为正BOC位移为正、加速度为负CCO位移为负、加速度为正DOB位移为负、回复力为负解析:选AB.由BO运动时,振子在O左侧,位移为负,
4、选项A正确;由OC位移为正,加速度a为负,B正确;由CO位移为正,加速度应为负,C错误;OB位移为负,由Fkx知回复力为正,D错误3做简谐运动的物体每次通过平衡位置时,下列说法正确的是()A位移为零,动能为零B动能最大,势能最小C速率最大,回复力不为零D以上说法均不对解析:选B.物体经平衡位置时,位移为零,回复力为零,速度最大,动能最大,势能为零,所以B正确,A、C、D错误4如图1139为一水平弹簧振子的振动图象,由此可知()图1139A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
5、,所受的弹力最大答案:B5. 如图11310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()图11310A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:选C.小球在平衡位置kx0mg,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6弹簧振
6、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振子的速率逐渐减小D弹簧的弹性势能逐渐减小解析:选D.在振子向平衡位置运动的过程中,振子的位移逐渐减小,速率逐渐增大,弹簧的弹性势能逐渐减小故选D.7. 如图11311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()图11311Av1v2,方向相同Bv1a2,方向相同Da1a2,方向相反解析:选AD.由图象可知,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a可知,选项D
7、正确8弹簧振子的质量是0.2 kg,在水平方向做简谐运动,当它运动到平衡位置左侧x12 cm的位置时,受到的回复力大小F14 N,则当它运动到平衡位置右侧x24 cm的位置时,它的加速度是()A20 m/s2,方向向左 B20 m/s2,方向向右C40 m/s2,方向向左 D40 m/s2,方向向右解析:选C.根据Fkx,可以得出,F2x28 N,方向向左,a40 m/s2.9. 如图11312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,若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面,m和M无相对运动而一起运动,下列说法正确的是()图11312A振幅不变 B振幅减
8、小C最大动能不变 D最大动能减小解析:选AC.当振子运动到B点时,M的动能为零,放上m,系统的总能量为弹簧所储存的弹性势能Ep,由于简谐运动过程中系统的机械能守恒,即振幅不变,故A正确;当M和m运动至平衡位置O时,M和m的动能和即为系统的总能量,此动能最大,故最大动能不变,故C正确10已知甲、乙两弹簧振子振动图象如图11313所示,可知()图11313A两弹簧振子完全相同B两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲F乙21C振子甲速度为零时,振子乙速度最大D振子的振动频率之比f甲f乙12答案:CD二、非选择题11. 如图11314所示的弹簧振子,O为平衡位置,B、C为最大位移位置,以向右的方向为正方向
9、,则振子从B运动到O的过程中,位移为_,大小逐渐_,回复力方向为_,大小逐渐_,振子速度方向为_,大小逐渐_,动能逐渐_,势能逐渐_(选填“正”、“负”、“增大”或“减小”)图11314解析:振子从B向O运动的过程中,位置在O点的右方,距离O逐渐减小,故位移为正值,大小逐渐减小由Fkx和ax可知,回复力和加速度的大小均在减小,方向为负,振子的速度方向为负,大小逐渐增大,故动能也在增大,势能逐渐减小答案:正减小负减小负增大增大减小12. 如图11315所示,两木块的质量为m、M,中间弹簧的劲度系数为k,弹簧下端与M连接,m与弹簧不连接,现将m下压一段距离释放,它就上下做简谐运动,振动过程中,m始终没有离开弹簧,试求:图11315(1)m振动的振幅的最大值;(2)m以最大振幅振动时,M对地面的最大压力解析:(1)在平衡位置时,设弹簧的压缩量为x0,则kx0mg.要使m振动过程中不离开弹簧,m振动的最高点不能高于弹簧原长处,所以m振动的振幅的最大值Ax0.(2)m以最大振幅A振动时,振动到最低点,弹簧的压缩量最大,为2A2x0,对M受力分析可得:FNMgkMg2mg,由牛顿第三定律得,M对地面的最大压力为Mg2mg.答案:(1)(2)Mg2mg5用心 爱心 专心