（浙江专版）2018年高中物理 第11章 机械振动 课时跟踪检测（三）简谐运动的回复力和能量 新人教版选修3-4.doc

课时跟踪检测（三） 简谐运动的回复力和能量一、单项选择题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：选ck是回复力跟位移的比例常数，由简谐运动的系统决定，a错误；位移x是相对平衡位置的位移，c正确；fkx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反，b错误；回复力随时间推移做周期性变化，d错误。2弹簧振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振子的速度逐渐减小d振子的加速度逐渐减小解析：选d回复力与位移成正比，在振子向着平衡位置运动的过程中回复力减小，故a错误；振子的位移是指由平衡位置指向振动振子所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，故b错误；振子向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故振子的速度逐渐增大，故c错误；由牛顿第二定律a可知，振子加速度逐渐减小，故d正确。3沿水平方向振动的弹簧振子如图所示，振子的受力情况是()a重力、支持力和弹簧的弹力b重力、支持力、弹簧弹力和回复力c重力、支持力和回复力d重力、支持力、摩擦力和回复力解析：选a回复力是按力的作用效果命名的，不是性质力，在对振子进行受力分析时是对性质力进行分析，因此不能添加上回复力，故选项b、c、d错误，a正确。4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：选d由fkx知，在平衡位置左侧2 cm处，回复力为4 n，则在平衡位置右侧4 cm处，回复力f8 n，负号表示方向向左，a4 m/s2，负号表示方向向左，d项正确。5如图所示，图甲为以o点为平衡位置，在a、b两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是()a在t0.2 s时，弹簧振子可能运动到b位置b在t0.1 s与t0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同c从t0到t0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续增加d在t0.2 s与t0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同解析：选at0.2 s时，振子的位移为正的最大，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在a点也可能在b点，a正确；t0.1 s时速度为正，t0.3 s时速度为负，两者方向相反，b错误；从t0到t0.2 s的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，c错误；t0.2 s与t0.6 s两个时刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，d错误。6振动的物体都具有周期性，若简谐运动的弹簧振子的周期为t，那么它的动能、势能变化的周期为()a2t bt c. d.解析：选c简谐运动中动能、势能相互转化，总机械能不变，动能和势能为标量，由简谐运动关于平衡位置的对称性可知c正确。二、多项选择题7关于简谐运动，以下说法中正确的是()a回复力总指向平衡位置b加速度、速度方向永远一致c在平衡位置加速度、速度均达到最大值d在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零解析：选ad回复力是使物体回到平衡位置的力，选项a正确；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能背离平衡位置，选项b错误；平衡位置位移为零，据a 知此处加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，选项c错误，d正确。8某质点做简谐运动的图象如图所示，以下说法正确的是()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和t3时刻的加速度相同解析：选cdt1时刻振子速度最大，t2时刻振子的速度为零，故a错误；从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，故b错误；从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正确；t1和t3时刻振子在平衡位置，故加速度均为零，选项d正确。9(2016浙江瑞安测试)一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象如图所示，已知弹簧的劲度系数为20 n/cm, 则()a图中a点对应的时刻振子所受的回复力大小为5 n，方向指向x轴的负方向b图中a点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向c在04 s内振子做了1.75次全振动d在04 s内振子通过的路程为3.5 cm解析：选ab由简谐运动的特点和弹簧弹力与伸长量的关系可知，题图中a点对应的时刻振子所受的回复力大小为f|kx|200.25 n5 n，方向指向x轴的负方向，振子正在远离o点向x轴的正方向运动，a、b正确；由题图可读出周期为2 s,4 s内振子做两次全振动，通过的路程是s24a240.5 cm4 cm，c、d错误。10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的弹力和振子的重力的合力提供d振子在运动过程中，系统的机械能守恒解析：选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，这时弹簧长度明显不等，a错；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，做正功，b错；振子运动过程中的回复力由弹簧振子所受合力提供，且运动过程中机械能守恒，故c、d对。 三、非选择题11.如图所示，在竖直悬挂的劲度系数为k的轻弹簧下端挂一个质量为m的小球，用一个竖直向下的力将小球竖直拉向下方，当小球静止时拉力的大小为f，若撤去拉力，小球便在竖直面内做简谐运动，求：(1)小球在最低点受到弹簧对它的弹力的大小；(2)小球经过平衡位置时弹簧的伸长量；(3)小球在振动过程中通过最高点时的加速度的大小和方向。解析：(1)由于撤去f前小