高中物理 第1章 第1节简谐运动课时训练 鲁科版选修34(1).doc

2014-2015学年高中物理 第1章 第1节简谐运动课时训练 鲁科版选修3-4【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于简谐运动的认识，下列说法正确的是()a.简谐运动不一定是水平方向的运动b.所有的振动都可以看作是简谐运动c.做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，振子的位移越来越大d.做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，振子速度方向与位移方向相反e.一弹簧振子做简谐运动，加速度最大时，速度最大f.一弹簧振子做简谐运动，回复力最大时，加速度最大2.下列运动中属于机械振动的是()a.树枝在风的作用下运动b.竖直向上抛出的物体的运动c.说话时声带的运动d.爆炸声引起窗扇的运动3.简谐运动属于下列哪一种运动()a.匀速运动b.匀变速运动c.非匀变速运动d.机械振动4.(2013忻州高二检测)水平弹簧振子做简谐运动经过a点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向b点；当它经过b点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向a点，平衡位置为o点，下面有关a、b两点的位置关系正确的是()5.如图所示的弹簧振子，o点为它的平衡位置，当振子m离开o点，再从a点运动到c点时，振子离开平衡位置的位移是()a.大小为oc，方向向左b.大小为oc，方向向右c.大小为ac，方向向左d.大小为ac，方向向右6.物体在做简谐运动的过程中，有两点a、a关于平衡位置对称，则物体()a.在a点和a点的位移相同b.在两点处的速度可能相同c.在两点处的加速度可能相同d.在两点处的动能一定相同7.如图所示，轻质弹簧一端固定在地面上，另一端与一薄板连接，薄板的质量不计，板上放一重物。用手将重物往下压，然后突然将手撤去，则重物被弹离之前的运动情况是()a.加速度一直增大b.加速度一直减小c.加速度先减小后增大d.加速度先增大后减小8.如图所示，质量为m的物体放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动，当振幅为a时，物体对弹簧的最大压力是物重的1.5倍，则物体对弹簧的最小压力是多少?要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大?【能力提升】1.(2013金华高二检测)如图，o点为平衡位置，当振子由a向o运动时，下列说法中正确的是()a.振子的位移在减小b.振子的运动方向向左c.振子的位移方向向左d.振子的位移大小在增大2.如图所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k。开始时，振子被拉到平衡位置o的右侧a处，此时弹簧的弹力的大小为f，振子静止，然后释放振子，振子从初速度为零的状态开始向左运动，经过时间t0后，第一次到达平衡位置o处，此时振子的速度为v0，则在这一过程中振子的平均速度()a.等于v02 b.等于fkt0c.大于v02 d.小于v023.如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10cm的a、b两点，历时0.5s，过b点后再经过t=0.5s，质点以大小相等、方向相反的速度再次通过b点，则质点从离开o点到再次回到o点历时(o点为ab的中点)()a.0.5 s b.1.0 sc.2.0 s d.4.0 s4.简谐运动中，若位移的方向为负，则下列判断一定正确的是()a.速度为正 b.速度为负c.加速度为负 d.回复力为正5.(能力挑战题)如图所示，质量为m的物体a放在质量为m的物体b上，b与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中，a、b之间无相对滑动，设弹簧的劲度系数为k，求当物体离开平衡位置的位移为x时，b对a的摩擦力。答案解析【基础达标】1.【解析】选a、d、f。物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生，a对；简谐运动是最简单的振动，只有振动的回复力满足f回=-kx才是简谐运动，b错；弹簧振子在某段时间内速度越来越大，说明指向平衡位置运动，故位移越来越小，c错；速度增大时，方向指向平衡位置，位移方向是背离平衡位置的，所以速度方向与位移方向相反，d对；做简谐运动的弹簧振子，当位移最大时，回复力最大，加速度最大，而速度为零，e错，f对。2.【解析】选a、c、d。物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，故a、c、d正确；竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动，故b错误。3.【解析】选c、d。以弹簧振子为例，振子是在平衡位置附近做往复运动，并且平衡位置处合力为零，加速度为零，速度最大。从平衡位置向最大位移运动的过程中，由f=-kx可知，振子受力是变化的，因此加速度也是变化的，故a、b两项错，c项正确。简谐运动是最简单的机械振动，d项正确。4.【解析】选c。弹簧振子的加速度的方向始终指向平衡位置o，a点加速度方向指向b，b点加速度方向指向a，故o点在点a、b之间，a、b错；弹簧振子做简谐运动经过a点时的加速度小于经过b点时的加速度，由加速度公式a=-kxm，可知a点距平衡位置的距离比b点距平衡位置的距离小，故c对，d错。【变式备选】如图所示为一弹簧振子，o为平衡位置，设向右为正方向，振子在b、c之间振动时()a.bo位移为负，速度为正b.oc位移为正，加速度为负c.co位移为负，加速度为正d.ob位移为负，速度为负【解析】选a、b、d。bo时，振子在o点的左侧向右运动，其位移是负值，速度是正值，故a对。oc时，振子在o点的右侧向右运动，其位移和速度都是正值，而加速度指向左侧，是负值，故b对。co时，振子在o点的右侧向左运动，其位移是正值，加速度指向左侧，是负值，故c错。ob时，振子在o点的左侧向左运动，其位移是负值，速度是负值，故d对。5.【解析】选b。振子离开平衡位置，以o点为起点，c点为终点，位移大小为oc，方向向右。6.【解析】选b、d。根据简谐运动的特点可知关于平衡位置的对称点，物体的位移大小相等，但方向相反，选项a错误；物体的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反，故选项b正确；物体的加速度大小相等，方向相反，选项c错误；由于速度大小相等，故动能相同，选项d正确。7.【解析】选c。竖直方向的弹簧振子的振动也是简谐运动，但它的平衡位置在重力与弹力相等的位置，此位置加速度为零。因此从这一位置再将弹簧压缩(或拉伸)以后放手，它的加速度是先减小，到达平衡位置以后再增大，故选c。8.【解析】由简谐运动的对称性知：物体在最低点时：f回=1.5mg-mg=ma在最高点时：f回=mg-n=ma由两式联立解得n=12mg。由以上可以得出振幅为a时最大回复力为0.5mg，所以有ka=0.5mg。欲使物体在振动中不离开弹簧，则最大回复力可为mg，所以有ka=mg由两式联立解得a=2a。答案：12mg2a【能力提升】1.【解析】选a、b。由于振子在o点的右侧由a向o运动，所以振子的位移方向向右，且大小在不断减小，故a、b正确。2.【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)根据回复力表达式，结合平均速度公式求解。(2)分析加速度的变化，利用v-t图像判断。【解析】选b、c。振子在a处时弹簧的拉力为f，由此可知o、a之间位移为x=fk，经时间t0振子回到平衡位置。所以，在时间t0内的位移大小为x，平均速度v=xt0=fkt0，故b对。由于振子做加速度减小的加速运动，到达o点时速度最大，加速度为零，其v -t图像如图所示，由此可知平均速度vv02，故c正确，a、d错误。3.【解析】选b。根据题意，由振动的对称性可知：ab的中点为平衡位置，a、b两点对称分布在o点两侧。质点从平衡位置o点向右运动到b点的时间应为tob=120.5s=0.25s。质点从b点向右到达右方极端位置(d点)的时间tbd=120.5s=0.25 s。所以质点从离开o点到再次回到o点的时间t=2tod=2(0.25+0.25)s=1.0s，故正确选项为b。4.【解析】选d。速度方向与位移方向无必然联系，a、b错，回复力和加速度的方向与位移方向相反，即回复力和加速度的方向都为正，c错d对。5.【解析】a、b两物体做简谐运动的回复力由弹簧的弹力提供，当物体离开平衡位置的位移为x时，回复力大小f=kx，a和b的共同加速度大小a=fm+m=kxm+m，而物体a做简谐运动的回复力由a受到的静摩擦力提供，由此可知f=ma=mkxm+m。答案：mkxm+m【总结提升】简谐运动与力学综合题的分析方法(1)根据简谐运动回复力的特点，正确对物体进行受力分析，找出回复力的来源。特别注意在两个最大位移点和平衡位置时振动物体的回复力的特点，必要时应用平衡条件或牛顿第二定律列方程。(