2019高中物理第十一章课时作业(三)简谐运动回复力和能量(含解析)新人教版

简谐运动的答复力和能量[全员参加·基础练]1．(多项选择)(2014·宁波高二检测)对于机械振动，以下说法正确的选项是( )A．答复力可能是物体遇到的合外力B．答复力是依据力的作用成效命名的C．振动中位移的方向是不变的D．物体振动到均衡地点时所受合外力必定等于零【分析】

答复力能够是某个力，能够是某个力的分力，也能够是几个力的协力，

A正确；答复力能够由重力、

弹力、摩擦力等各样不一样性质的力供给，

其成效是使物体回到均衡地点，

B正确；位移是从均衡地点指向物体所在地点，其方向是不一样的，

C错误；物体振动到均衡地点时，所受答复力为零，但合外力不必定为零，D错误．【答案】AB2．以下能正确反应做简谐运动的物体所受答复力与位移关系的图象是( )【分析】由F＝－kx知B选项正确．【答案】B3．弹簧振子在圆滑水平面上做简谐运动，在振子向均衡地点运动的过程中( )A．振子所受的答复力渐渐增大B．振子的位移渐渐增大C．振子的速度渐渐减小D．振子的加快度渐渐减小【分析】振子的位移指由均衡地点指向振动物体所在地点的位移，因此向均衡地点运动时位移渐渐减小．而答复力与位移成正比，故答复力也减小．由牛顿第二定律a＝F/m得，加快度也减小，物体向均衡地点运动时，答复力与速度方向一致，故物体的速度渐渐增大．【答案】D4．(多项选择)(2015·大连质检)图11-3-12如图11-3-12所示为某一质点的振动图象，|x1|>|x2|，由图可知，在t1和t2两个时刻，质点振动的速度v、v与加快度a、a的关系为( )1212A．v1<v2，方向同样B．v1<v2，方向相反C．a1>a2，方向同样D．a1>a2，方向相反【分析】由图象知t1、t2两时刻质点都在沿x轴负方向运动，越凑近均衡地点，速度越大，应选项A正确．由a＝－k′x可知，选项D正确．【答案】AD5．(多项选择)一质点做简谐运动的图象如图11-3-13所示，则该质点( )图11-3-13A．在0.015s时，速度和加快度都为－x方向B．在0.01～0.03s内，速度与加快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．在第八个0.01s内，速度与位移方向同样，且都在不停增大D．在每1s内，答复力的刹时功率有100次为零【分析】该题考察各物理量在图象中的表示，要依据图象掌握运动过程．在0.015s时，从图象中能够看出，速度方向沿－x方向，而加快度方向沿＋x方向，A项错误；在0.01s～0.03s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，而加快度方向一直沿＋

x

方向，加快度大小先增大后减小，所以

B正确；在第八个

0.01s

内的位移沿＋x

方向且渐渐增大，而速度却在不停减小，所以

C错误；由图可知：

T＝0.04s

，1s1内的周期数n＝T＝25，当答复力为零时，答复力的功率为零，当答复力最大时，质点速度为零，答复力的功率也为零，这样一个周期内，功率为零的时刻有四次，所以，在每1s内答复力的刹时功率为零的次数有4×25＝100(次)，所以D正确．【答案】BD6.图11-3-14如图11-3-14为一弹簧振子的振动图象，由此可知( )A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大【分析】t1、t3时刻振子在最大位移处，弹力最大，动能最小．衡地点，动能最大、弹力最小，故B正确．

t2、t4时刻振子在平【答案】

B7．(2015·合肥高二检测)图11-3-15如图11-3-15所示，将弹簧振子从均衡地点拉下一段距离x，开释后振子在、间振AB动，且AB＝20cm，振子由A到B的时间为0.1s，则以下说法中正确的选项是()A．振子在A、B两点时，弹簧弹力大小相等B．振子由A到O的时间比振子由O到B的时间短C．振子达成一次全振动经过的行程为20cmD．若使振子在AB＝10cm间振动，则振子由A到B的时间仍为0.1s【分析】在A、B两点，弹力大小其实不相等，但答复力相等，故A错误；据对称性，振子从A到O和从O到B时间同样，B错误；一次全振动的行程为4A＝40cm，C错误；由于周期不变，仍为0.2s，A到B仍用时0.1s，D正确．【答案】D8.图11-3-16如图11-3-16所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，均衡地点为O，已知振子的质量为M.简谐运动的能量取决于________，此题中物体振动时________能和________能互相转变，总________守恒．(2)(多项选择)对于振子的振动过程有以下说法，此中正确的选项是________．A．振子在均衡地点，动能最大，势能最小B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小C．振子在向均衡地点运动时，因为振子振幅减小，故总机械能减小D．在随意时刻，动能与势能之和保持不变【分析】(1)简谐运动的能量取决于振幅，此题中物体振动时动能和弹性势能互相转化，总机械能守恒．(2)振子在均衡地点双侧来去振动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正确；在随意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D正确；到均衡地点处速度达到最大，动能最大，势能最小，所以A正确；振幅的大小与振子的地点没关，所以选项C错误．【答案】(1)振幅动弹性势机械能(2)ABD[超越自我·提高练]9.图11-3-17公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不离开底板．一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为T.竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图11-3-17所示，则( )1A．t＝4T时，货物对车厢底板的压力最大1B．t＝2T时，货物对车厢底板的压力最小3C．t＝4T时，货物对车厢底板的压力最大3D．t＝4T时，货物对车厢底板的压力最小【分析】要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求3货物向上的加快度最大，由振动图象可知在4T时，货物向上的加快度最大，则C选项正确；若货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加快度T最大，由振动图象可知在4时，货物向下的加快度最大，所以选项A、B、D错误．【答案】C10．(2014·青岛检测)图11-3-18如图11-3-18所示，弹簧上边固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中( )A．小球最大动能应等于mgAB．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C．弹簧最大弹性势能等于2mgAD．小球在最低点时的弹力大于2mg【分析】小球均衡地点0＝，0＝＝mg＝12＋12kx，当抵达均衡地点时，有2kA，mgxAkmgA2mvA错；机械能守恒，是动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，B错；从最高点到最低点，重力势能所有转变为弹性势能，E＝2mgA，最低点加快度等于最高点加快度g，据牛顿第二p定律F－mg＝mg，F＝2mg，D错．【答案】C11．(多项选择)图11-3-19如图11-3-19所示，物体系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为k1和k2，且k1＝，mkk2＝2k，两弹簧均处于自然状态．向右拉动m，而后开释，物体在B、C间振动，O为均衡位置(不计阻力)，则以下判断正确的选项是( )A．m做简谐运动，OC＝OBB．m做简谐运动，OC≠OBC．答复力F＝－kxD．答复力F＝－3kx【分析】m在均衡地点O处两弹簧均处于原长状态，则m振动后任取一地点A，如图．设在A处m的位移为x，则在A处m在水平方向的协力F＝k2x＋k1x＝(k2＋k1)x，考虑到答复力F与x方向关系有：F＝－(k2＋k1)x＝－3kx，选项D正确，C错误；可见m做的是简谐运动，由简谐运动的对称性可得OC＝OB，选项A正确，B错误．【答案】AD12.图11-3-20两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为k1、k2，它们与一个质量为m的小球构成弹簧振子，静止时，两弹簧均处于原长，如图11-3-20所示．试证明弹簧