高中物理 第1112章 振动和波 简谐运动回复力和能量 新人教版选修34

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广东省汕头市澄海中学高中物理 第11-12章 振动和波 简谐运动回复力和能量 新人教版选修3-4【知识概要】1. 某时刻做简谐运动的系统总能量等于该时刻的_与_的和。对于给定的振动系统,振动的动能由振动的速度决定,振动的势能由振动的位移决定。2简谐运动的总能量是一个恒量,不随时间而改变,它等于最大位移处的_,或在平衡位置时的_。简谐运动过程中机械能守恒,做等幅振动振动系统的机械能大小由振幅大小决定,同一系统振幅越大,机械能就越大。【例1】( )关于振动物体的平衡位置,下列说法中正确的是:A是加速度改变方向的位置 B回复力为零的位置C速度最大的位置 D加速度最大的位置【例2】( )弹簧振子沿直线做简谐运动,当振子连续两次经过平衡位置时,振子的:A加速度相同,动能相同 B动能相同,势能相同C加速度相同,速度相同 D势能相同,速度相同【例3】( )下列有关回复力的说法中正确的是:A回复力是指物体受到的指向平衡位置的力B.回复力是指物体受到的合力C.回复力是从力的作用效果命名的,可以是重力、弹力或摩擦力,可以是几个力的合力D.回复力实质上是向心力【例4】如图所示,放在光滑水平面上的弹簧振子,由A、B两物体黏合组成,且,在P、Q间振动,O为平衡位置,振动能量为E0,当振子向右运动到达平衡位置O点时,A、B两物体脱开,则脱开后振动能量为_;当振动到最大位置Q处时,A、B两物体脱开,则脱开后振动能量为_.【例5】如图所示,物块A放在木板B上,A、B的质量都为m。B固定在竖直的轻弹簧上。若使A随 B一起沿竖直方向做简谐运动而始终不脱离,弹簧的劲度系数为k。求:(1) A的回复力的是什么?当A的速度达到最大时,A对B的压力大小为多大?(2)要使A不脱离B,其最大振幅为多少? 【巩固训练】( )1. 如图所示,一轻弹簧上端悬于顶壁,下端挂一物体,在AB之间作简谐运动,其中O点为它的平衡位置,物体在A时弹簧处于自然状态.若v、x、F、a、Ek、Ep分别表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、加速度、动能和势能,则A物体在从O点向A点运动过程中,v、Ep减小向而x、a增大B物体在从B点向O点运动过程中,v、Ek增大而x、F、Ep减小C当物体运动到平衡位置两侧的对称点时,v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同D当物体运动到平衡位置两侧的对称点时,v、x、F、a、Ek的大小均相同,但Ep的大小不同2.( )图为一物体作简谐振动的图象,根据图象判定下列哪个时刻物体的加速度为零,而速度最大,方向沿x轴反方向:A.1s末 B.2s末C.3s末D.4s末3. 水平放置的弹簧振子,振子质量是0.2kg,当它做简谐运动时,振子运动到平衡位置左侧2cm处,受到回复力为4N,当它运动到平衡位置右侧4cm处时,它的加速度大小为 _,方向是_。4一个在光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,振子的质量为m,当振子离开平衡位置的位移为s时,它所受的回复力大小为_,当振子离开平衡位置的位移为s/2时,它的加速度大小为_。5. 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两木块。下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动,求:系统的最大振幅。m/2mk6.在一光滑水平面有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k,振子的质量为M,弹簧振子的最大速度为v0,如图所示,当振子运动到最大位移为A的时刻把质量为m的物体轻放其上,则:(1)要保持物体和振子一起振动,二者间的动摩擦因数至少为多大?(2)一起振动时,二者通过平衡位置的速度多大?振幅又是多大?2
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