高中物理 11_3 简谐运动的回复力和能量课时作业 新人教版选修3-4

简谐运动的回复力和能量1对简谐运动的回复力公式Fkx的理解，正确的是()Ak只表示弹簧的劲度系数B式中的负号表示回复力总是负值C位移x是相对平衡位置的位移D回复力只随位移变化，不随时间变化解析：位移x是相对平衡位置的位移；Fkx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反答案：C2做简谐运动的振子每次通过同一位置时，相同的物理量是()A速度B加速度C位移 D动能解析：振子通过同一位置时，位移、加速度的大小和方向都相同速度的大小相同，但方向不一定相同，因此B、C、D正确. 答案：BCD3对于弹簧振子回复力和位移的关系，下列图中正确的是()解析：由简谐运动的回复力公式Fkx可知，弹簧振子做简谐运动时的回复力和位移的关系图象应如选项C所示答案：C4如图所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是()A在第1 s内，质点速度逐渐增大B在第2 s内，质点速度逐渐增大C在第3 s内，动能转化为势能D在第4 s内，动能转化为势能解析：质点在第1 s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，所以选项A错误；在第2 s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，所以选项B正确；在第3 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，所以选项C正确；在第4 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动，势能转化为动能，所以选项D错误答案：BC5在简谐运动的过程中，t1、t2两时刻物体分别处在关于平衡位置对称的两点，则从t1至t2这段时间，物体()At1、t2两时刻动量一定相同Bt1、t2两时刻势能一定相同C速度一定先增大，后减小D加速度可能先增大，后减小，再增大解析：在t1、t2两时刻，物体分别处在关于平衡位置对称的两点，在这两点，物体的位移、回复力、加速度大小相同，方向相反；物体的速度、动量大小相同，方向可能相同，也可能相反；动能、势能均相同如果t1时刻物体正在向最大位移处运动，则在t1到t2的时间内其速度一定是先减小，后增大，再减小；加速度先增大，后减小，再增大如果t1时刻物体正在向平衡位置处运动，则在t1到t2的时间内，物体速度一定先增大，后减小，加速度先减小，后增大正确选项为B、D.答案：BD6弹簧振子的质量是2 kg，当它运动到平衡位置左侧2 cm时，受到的回复力是4 N，当它运动到平衡位置右侧4 cm时，它的加速度是()A2 m/s2，向右B2 m/s2，向左C4 m/s2，向右 D4 m/s2，向左解析：在左侧2 cm时，F14 Nkx12k，在右侧4 cm处时，F2kx24k8 Nma，解得a4 m/s2.在平衡位置右侧，回复力向左，加速度向左，因此选项D正确答案：D7如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物体束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量当细线突然断开后，两物体都开始做简谐运动，在运动过程中()A甲的振幅大于乙的振幅B，甲的振幅小于乙的振幅C甲的最大速度小于乙的最大速度D甲的最大速度大于乙的最大速度解析：由题意知，细线未断之前两个弹簧受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A、B错；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以C正确，D错误答案：C8做简谐运动的弹簧振子，质量为m，最大速率为v，则下列说法正确的是()A从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零B从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是0到mv2之间的某一个值C从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是0到2v之间的某一个值解析：弹簧振子在半个周期内刚好到达与初位置关于平衡位置对称的位置，两位置的速度大小相等，故由动能定理知，回复力做的功一定为零，则A正确，B错误由于速度反向(初位置在最大位移处时速度为零)，在半个周期内速度变化量的大小为初速度大小的2倍，因此在半个周期内速度变化量的大小应为0到2v之间的某一个值，则C错误，D正确故正确选项为A、D.答案：AD9某弹簧振子的固有频率为2.5 Hz，将弹簧振子从平衡位置拉开4 cm后放开，同时开始计时，则在t1.55 s时()A振子正在做加速度减小的加速运动B振子正在做加速度增大的减速运动C振子的速度方向沿x轴正方向D振子的位移一定大于2 cm解析：f25 Hz，则T s0.4 s根据简谐运动周期性的特点，t1.55 s30.4 s0.35 s，振子在t1.2 s时的运动状态与t0时相同，则t1.55 s时的状态与t0.35 s时的振动状态相同作出振子的简谐运动图象如图所示t0.35 s时对应于图线上的P点，振子此时正在向正最大位移处移动，加速度正在增大，速度正在减小，速度方向为正方向，其位移一定大于2 cm.因此，选项B、C、D正确答案：BCD10.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的振动可视为简谐运动，周期为T，取竖直向上方向为正方向，以某时刻作为计时起点，在t0时其振动图象如图所示，则()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，C正确；货物对车厢底板的压力最小，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T时货物向下的加速度最大，故选C.答案：C11.如图所示，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受力的下列说法中正确的是()A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解析：物块A受到重力、支持力和摩擦力的作用摩擦力提供回复力，所以随时间变化其大小和方向都变化，D选项正确答案：D12甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知()A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解析：从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比T甲T乙21，得频率之比f甲f乙12，D选项正确弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A错误由于弹簧的劲度系数k不一定相同，两振子受回复力(Fkx)的最大值之比F甲F乙不一定为21，所以B错误对简谐运动进行分析可知，在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大；在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰到达平衡位置，所以C正确答案：CD