2019-2020年高中物理《11.3 简谐运动的回复力和能量》每课一练 新人教版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理11.3 简谐运动的回复力和能量每课一练 新人教版选修3-4基础练1如图1所示，下列振动系统不可看做弹簧振子的是()图1A如图甲所示，竖直悬挂的轻弹簧及小铅球组成的系统B如图乙所示，放在光滑斜面上的铁块及轻弹簧组成的系统C如图丙所示，光滑水平面上，两根轻弹簧系住一个小球组成的系统D蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统图22如图2所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是()A由PQ，位移在增大B由PQ，速度在增大C由MN，位移先减小后增大D由MN，位移始终减小3一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v0)相同，那么，下列说法正确的是()A振子在M、N两点受回复力相同B振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C振子在M、N两点加速度大小相等D从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动4如图3所示，弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，由图可知()图3At1 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零Bt2 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零Ct3 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大Dt4 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大提升练5一个质点a做简谐运动的图象如图4所示，下列结论正确的是()A质点的振幅为4 cmB质点的振动频率为0.25 HzC质点在10 s内通过的路程是20 cmD质点从t1.5 s到t4.5 s的过程中经过的路程为6 cm6如图5为某简谐运动图象，若t0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是()图5A质点在0.7 s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时，位移为1 cmC质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点的位移在增加，方向向左D质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点的位移正在增大，方向向右7如图6所示为某一质点的振动图象，由图象可知在t1和t2两时刻，质点的速度v1、v2，加速度a1、a2的大小关系为()图6Av1v2，方向相反Ca1a2，方向相同 Da1a2，方向相反图78如图7所示是一简谐运动的振动图象，则下列说法正确的是()A该简谐运动的振幅为6 cm，周期为8 sB68 s时间内，振子由负向最大位移处向平衡位置运动C图中的正弦曲线表示振子的运动轨迹D该振动图象对应的表达式为x3sin () cm9如图8所图8示，一升降机在箱底装有若干弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中()A升降机的速度不断减小B升降机的加速度不断变大C升降机的加速度最大值等于重力加速度值D升降机的加速度最大值大于重力加速度值题号123456789答案10.跳板跳水运动员在起跳前都要随跳板上下振动几次，若想获得最好的起跳高度，你认为应在何处起跳？_(填“最高点”“最低点”或“平衡位置”)11.图9如图9所示，将质量mA100 g的平台A连接在劲度系数k200 N/m的弹簧上端，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置mBmA的物块B，使A、B一起上下振动若弹簧原长为5 cm，求：(1)当系统进行小振幅振动时，平衡位置离地面C的高度；参考答案1DA、B、C中都满足弹簧振子的条件，D中人受空气的阻力不可忽略，且不能看做质点，故不可看做弹簧振子2AC由PQ，位置坐标越来越大，质点远离平衡位置运动，位移在增大而速度在减小，选项A正确，B错误；由MN，质点先向着平衡位置运动，经过平衡位置后又远离平衡位置，因而位移先减小后增大，选项C正确，D错误3C建立弹簧振子模型如图所示由题意知，振子第一次先后经过M、N两点时速度v相同，那么，可以在振子运动路径上确定M、N两点的位置，M、N两点应关于平衡位置O对称，且由M运动到N知，振子是从左侧释放开始运动的(若M点定在O点右侧，则振子是从右侧释放开始运动的)因位移、速度、加速度和回复力都是矢量，它们要相同必须大小相等、方向相同M、N两点关于O点对称，振子回复力应大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反由此可知，A、B选项错误；振子在M、N两点的加速度虽然方向相反，但大小相等，故C选项正确；振子由MO速度越来越大，但加速度越来越小，振子做加速运动，但不是匀加速运动振子由ON速度越来越小，但加速度越来越大，振子做减速运动，但不是匀减速运动，故D选项错误4Bt1 s时，位移最大，加速度最大，速度为零，A错；t2 s时，位移为零，加速度为零，速度最大速度方向要看该点切线斜率的正负，t2 s时，速度为负值，B对；t3 s时，位移最大，加速度最大，速度为零，故C错；t4 s时，位移为零，加速度为零，速度最大，方向为正，故D错5BC简谐振动的振幅是指质点离开平衡位置的最大距离，由振动图象直接可得A2 cm，所以A选项错误；从图中可以看出振动周期为T4 s，因此振动频率f0.25 Hz，所以B选项正确；在10 s(即2.5个周期)内质点通过的路程为2.54A2.542 cm20 cm，所以C选项正确；质点在t1.5 s和t4.5 s两时刻时，由正弦图象的规律可知质点均处在距离平衡位置A cm的地方，所以质点在t1.5 s到t4.5 s的过程中经过的路程应为(42) cm，所以D选项错误6C质点的位移是指由平衡位置指向所在位置的有向线段，故质点在0.7 s时位移为正，即向右，且正在向平衡位置运动，所以A项错误；质点在1.5 s时的位移最大，方向为负，即向左，在1.75 s时，由图象是非线性的可知，位移不是1 cm，实际上由正弦图象的特点可知，在1.75 s时，其位移大小应为A cm，所以B项错误；质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点正在远离平衡位置，所以其位移在增加，方向为负，即向左，所以C项正确；质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点正向平衡位置运动，所以其位移正在减小，方向为负，即向左，所以D项错误故选C项7AD在t1时刻质点向下向平衡位置运动，在t2时刻质点向下远离平衡位置运动，所以v1与v2的方向相同，但由于在t1时刻质点离开平衡位置较远，所以v1a2，质点的加速度方向总是指向平衡位置的，因而可知在t1时刻加速度方向向下，在t2时刻加速度方向向上，综上所述A、D选项正确8BD据振动图象可知该简谐运动的振幅A为3 cm，周期T为8 s，A项错；68 s时间内，振子由负向最大位移处向平衡位置运动，故B项正确；振子的运动轨迹并不是题图中的正弦曲线，可知C项错；又由简谐运动的振动方程xAsin (t)，其中A3 cm、2f、0，故该振动图象对应的表达式为x3sin () cm，D项正确9D从弹簧接触地面开始分析，升降机做简谐运动(简化为如图中小球的运动)，在升降机从AO过程中，速度由v1增大到最大vm，加速度由g减小到零，当升降机运动到A的对称点A点(OAOA)时，速度也变为v1(方向竖直向下)，加速度为g(方向竖直向上)，升降机从OA点的运动过程中，速度由最大vm减小到v1，加速度由零增大到g，从A点运动到最低点B的过程中，速度由v1减小到零，加速度由g增大到a(ag)，故答案为D选项10最低点解析在最低点，人和板的作用力最大，板对人做功最多，人获得的动能最大，跳的最高11(1)4 cm(2)1.5 N(3)1 cm解析(1)将A与B整体作为振子，当A、B处于平衡位置时，根据平衡条件得kx0(mAmB)g解得弹簧形变量x0 m0.01 m1 cm平衡位置距地面高度hl0x05 cm1 cm4 cm(2)已知A、B一起振动的振幅A0.5 cm，当A、B振动到最低点位置时，加速度最大，其值为am m/s25 m/s2方向竖直向上取B物块为研究对象，B受重力mBg、A对B的支持力FN，其合外力为FFNmBg，根据牛顿第二定律得FNmBgmBam解得FNmBgmBammB(gam)0.1(105) N1.5 N根据牛顿第三定律，B对A的最大压力大小为