高中物理 第十一章 机械振动 3简谐运动的回复力和能量自我小测 新人教版选修3-41

简谐运动的回复力和能量1简谐运动中，弹簧振子多次通过同一位置时，下述物理量中变化的有()。A位移B速度C加速度 D动能2物体做简谐运动时，下列叙述中正确的是()。A平衡位置就是回复力为零的位置B处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态C物体到达平衡位置，合力一定为零D物体到达平衡位置，回复力一定为零3关于简谐运动中弹簧振子的合力和位移的关系，图中表示正确的是()。4如图表示某质点做简谐运动的图象，以下说法中正确的是()。At1、t2时刻的速度相同B从t1到t2这段时间内，速度与加速度同向C从t2到t3这段时间内，速度变大，加速度变小Dt1、t3时刻的加速度相同5当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法中正确的是()。A振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等，弹性势能相同B振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功C振子在运动过程中的回复力由弹簧弹力和振子的重力的合力提供D振子在运动过程中，系统的机械能守恒6如图所示，质量为m的小球放在劲度系数为k的轻弹簧上，小球上下振动而又始终未脱离弹簧。则()。A小球的最大振幅为B在最大振幅下弹簧对小球的最大弹力是mgC小球在振动过程中机械能守恒D弹簧的最大弹性势能为7一质点做简谐运动的图象如图所示，则下列说法中正确的是()。A在0.015 s时，速度和加速度都为x方向B在0.01 s0.03 s内，速度与加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C在第8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次为零8.一弹簧振子分别被拉离至距平衡位置5 cm和1 cm处放手，使它们都做简谐运动，则前后两次振幅之比为_，周期之比为_，回复力的最大值之比为_，最大加速度之比为_。9如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两物体，mA0.1 kg，mB0.5 kg，系统静止时弹簧伸长15 cm，若剪断A、B间的细绳，A做简谐运动，其最大加速度和振幅分别是多少？(g取10 m/s2)参考答案1. 答案：B过同一位置时，位移、回复力和加速度不变。由机械能守恒定律知动能不变，速率不变，弹力不变。由运动情况分析，相邻两次过同一点，速度方向改变。该题的正确选项为B。2. 答案：AD本题考查简谐运动平衡位置这一知识点，并考查了处于平衡位置时回复力和物体所受合力等问题。应注意平衡位置是回复力等于零的位置，但物体所受到的合力不一定为零。因此选项A、D正确。3. 答案：C4. 答案：CDt1时刻振子速度最大，t2时刻振子速度为零，故A项不正确；t1到t2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度背离平衡位置，而加速度指向平衡位置，所以二者方向相反，则选项B不正确；在t2到t3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而加速度在减小，故C项正确；t1和t3时刻质点在平衡位置，故加速度均为零，D项正确。5. 答案：CD振子在平衡位置两侧往复运动，速度相同的位置可能出现在关于平衡位置对称的两点，这时弹簧长度不等，A项错误；振子由最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧对振子施加的力指向平衡位置，应做正功，B项错误；振子运动中的回复力由弹簧振子所受合力提供且运动中机械能守恒，故C、D项正确。6.答案：AD最大振幅满足kAmg，所以A，故A项正确；在A的条件下小球在最高点和最低点所受回复力大小相同，所以Fmmgmg，得Fm2mg，所以B项错误；小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以C项错误；当小球到达最低点时弹簧的形变量最大，所以弹性势能最大，根据机械能守恒或动能定理得最大弹性势能为2mgA，所以D项正确。7. 答案：BD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0.010.03 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项正确。第8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C项错误。由题图可知：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4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项正确。8. 答案：511151519. 解析：此题等效于用FmBg的力拉A使弹簧伸长15 cm后释放，则释放时A的加速度最大，此时合力与F等大、反向，则amax50 m/s2。振子的平衡位置是不用F拉时A静止的位置。设弹簧的劲度系数为k，则A、B静止时，由平衡条件知，弹簧伸长量15 cm，没有B且A平衡时，弹簧伸长量x2.5 cm，则振子的振幅A(15x) cm12.5 cm。答案：50 m/s212.5 cm