XX省专用学年高中物理第十一章机械振动课时跟踪检测十八简谐运动回复力和能量含解析新人教选修

XX省专用学年高中物理第十一章机械振动课时追踪检测十八简谐运动的答复力和能量含解析新人教版选修XX省专用学年高中物理第十一章机械振动课时追踪检测十八简谐运动的答复力和能量含解析新人教版选修PAGEXX省专用学年高中物理第十一章机械振动课时追踪检测十八简谐运动的答复力和能量含解析新人教版选修课时追踪检测（十八）简谐运动的答复力和能量1．[多项选择]当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，以下说法中正确的选项是()A．振子在振动过程中，速度同样时，弹簧的长度必定相等，弹性势能相等B．振子从最低点向均衡地点运动的过程中，弹簧弹力素来做负功C．振子在运动过程中的答复力由弹簧弹力和振子重力的协力供给D．振子在运动过程中，系统的机械能守恒解析：选CD振子在均衡地点双侧来往运动，速度同样的地点可能出此刻对于均衡地点对称的两点，这时弹簧长度显然不等，A错；振子由最低点向均衡地点运动的过程中，弹簧对振子施加的力指向均衡地点，做正功，B错；振子运动过程中的答复力由弹簧振子所受协力供给且运动过程中机械能守恒，故C、D对。2．如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为均衡地点，如图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图像，则对于弹簧振子的加快度随时间的变化规律，以下四个图像中正确的选项是()解析：选C由题图乙可知，x＝Asinωt，弹簧振子做简谐运动，答复力F＝－kx，由牛顿第二定律可知，a＝eq\f(F,m)＝－eq\f(kA,m)sinωt，可知选项C正确。3．[多项选择]对于质点做简谐运动，以下说法中正确的选项是()A．在某一时辰，它的速度与答复力的方向同样，与位移的方向相反B．在某一时辰，它的速度、位移和加快度的方向都同样C．在某一段时间内，它的答复力的大小增大，动能也增大D．在某一段时间内，它的势能减小，加快度的大小也减小解析：选AD以以下图，设O为质点做简谐运动的均衡地点，它由C经过O到B，又由B经过O到C的一个周期内，因为质点遇到的答复力和位移的方向老是相反的，且质点由B到O和由C到O的过程中，速度的方向与答复力的方向同样，A正确。质点的位移方向与加快度方向总相反，B不正确。质点振动过程中，当答复力增大时，其势能增添，依据机械能守恒定律，其动能必定减小，C不正确。当质点的势能减小时，如从C到O或从B到O阶段，答复力减小，质点的加快度大小也减小，D正确。4．做简谐运动的弹簧振子质量为0.2kg，当它运动到均衡地点左边20cm时遇到的答复力是4N；当它运动到均衡地点右边40cm时，它的加快度为()A．20m/s2，向右B．20m/s2，向左C．40m/s2，向右D．40m/s2，向左解析：选D加快度方向指向均衡地点，所以方向向左。由力和位移的大小关系F＝kx可知，当x＝40cm时，F＝8N，a＝eq\f(F,m)＝40m/s2，方向指向均衡地点，故D正确。5．一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一同运动，当振动平台处于什么地点时，物体对平台的压力最大()A．当振动平台运动到最高点时B．当振动平台向下运动过振动中心时C．当振动平台运动到最低点时D．当振动平台向上运动过振动中心时解析：选C物体随平台在竖直方向振动过程中，仅受两个力作用：重力和台面支持力。由这两个力的协力作为振动的答复力，并产生素来指向均衡地点的加快度。物体在最高点a和最低点b时，所受答复力和加快度的大小相等，方向均指向O点，以以下图。依据牛顿第二定律得最高点mg－FNa＝ma；最低点FNb－mg＝ma；均衡地点FNO－mg＝0；所以FNb>FNO>FNa。即当振动平台运动到最低点时，平台对物体的支持力最大，依据牛顿第三定律，此时物体对平台的压力最大。6.[多项选择]如图是弹簧振子做简谐运动的振动图像，能够判断()A．从t1到t2时间内系统的动能不停增大，势能不停减小B．从t2到t3时间内振幅不停增大C．t3时辰振子处于均衡地点处，动能最大D．t1、t4时辰振子的动能、速度都同样解析：选ACt1到t2时间内，x减小，弹力做正功，系统的动能不停增大，势能不停减小，A正确；振幅是走开均衡地点的最大距离，简谐运动的振幅保持不变，从t2到t3，变化的是位移而不是振幅，B错误；t3时辰振子位移为零，处于均衡地点处，速度最大，动能最大，C正确；t1、t4时辰位移同样，即振子处于同一地点，但运动方向相反，速度等大反向，动能同样，D错误。7．以以下图，圆滑的水平面上放有一弹簧振子，轻弹簧右端固定在滑块上，已知滑块质量m＝0.5kg，弹簧劲度系数k＝240N/m，将滑块从均衡地点O向左平移，将弹簧压缩5cm，静止开释后滑块在A、B间滑动，则：(1)滑块加快度最大是在A、B、O三点中哪点？此时滑块加快度多大？(2)滑块速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时滑块速度多大？(假定整个系统拥有的最大弹性势能为0.3J)解析：(1)因为简谐运动的加快度a＝eq\f(F,m)＝－eq\f(k,m)x，故加快度最大的地点在最大位移处的A或B两点，加快度大小a＝eq\f(k,m)x＝eq\f(240,0.5)×0.05m/s2＝24m/s2。(2)在均衡地点O滑块的速度最大。依据机械能守恒，有Epm＝eq\f(1,2)mvm2，故vm＝eq\r(\f(2Epm,m))＝eq\r(\f(2×0.3,0.5))m/s≈1.1m/s。答案：(1)A点或B点24m/s2(2)O点1.1m/s8.以以下图，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，有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)小球在最低点遇到弹簧对它的弹力的大小；(2)小球经过均衡地点时弹簧的伸长量；(3)小球在振动过程中经过最高点时的加快度的大小和方向。解析：(1)因为撤去F前小球静止，故弹簧的弹力FT＝F＋mg。(2)小球在均衡地点时弹力等于重力，故弹簧的伸长量为Δx