2017-2018学年高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动课下作业 新人教版选修3-4

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1、第1节简谐运动1.如图1所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是(　　)A．钢球运动的最高处为平衡位置B．钢球运动的最低处为平衡位置C．钢球速度为零处为平衡位置图1D．钢球原来静止时的位置为平衡位置解析：钢球以平衡位置为中心做往复运动，在平衡位置处速度最大，故A、B、C不正确，D选项正确。答案：D2．如图2所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间做简谐运动，关于振子下列说法正确的是(　　)图2A．在a点时加速度最大，速度

2、最大B．在O点时速度最大，位移最大C．在b点时位移最大，速度最小D．在b点时加速度最大，速度最大解析：O为弹簧振子振动的平衡位置，其加速度为零，位移为零，速度最大，B错误；振子在a、b两位置，振动的位移最大，加速度最大，速度为零，故A、D错误，C正确。答案：C3．关于简谐运动的图象，下列说法中正确的是(　　)A．表示质点振动的轨迹，是正弦或余弦曲线B．由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向C．表示质点的位移随时间变化的规律D．由图象可判断任一时刻质点的速度方向解析：振动图象表示质点的位移随时间的变化规

3、律，不是运动轨迹，A错C对；由图象可以判断某时刻质点的位移和速度方向，B、D正确。答案：BCD4．如图3(a)所示，一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置。图(b)是该振子做简谐运动时的x－t图象。则关于振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中正确的是(　　)图3图4解析：设弹簧劲度系数为k，位移与加速度方向相反，由牛顿第二定律得a＝－，故C正确。答案：C5.一简谐运动的图象如图5所示，在0.1～0.15s这段时间内(　　)A．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B．加速度增大，速度变小，加速

4、度和速度方向相反图5C．加速度减小，速度变大，加速度和速度方向相同D．加速度减小，速度变大，加速度和速度方向相反解析：由图象可知，在0.1～0.15s这段时间内，位移为负且增大，表明物体远离平衡位置运动，则加速度增大，速度减小，二者方向相反。答案：B6．如图6甲所示为一弹簧振子的振动图象，规定向右的方向为正方向，试根据图象分析以下问题：图6(1)如图乙所示的振子振动的起始位置是________，从初始位置开始，振子向_______(填“右”或“左”)运动。(2)在乙图中，找出图象中的O、A、B、C、D各对应振

5、动过程中的位置，即O对应________，A对应________，B对应________，C对应________，D对应________。(3)在t＝2s时，振子的速度的方向与t＝0时速度的方向________。(4)质点在前4s内的位移等于________。解析：(1)由x－t图象知，在t＝0时，物体在平衡位置，故起始位置为E；从t＝0时刻开始，振子向正的位移处运动，即向右运动。(2)由x－t图象知：O点、B点、D点对应平衡位置的E点，A点在正的最大位移处，对应G点；C点在负的最大位移处，对应F点。(3)t

6、＝2s时，图线斜率为负，即速度方向为负方向；t＝0时，斜率为正，速度方向为正方向。故两时刻速度方向相反。(4)4s末振子回到平衡位置，故位移为零。答案：(1)E　右(2)E　G　E　F　E(3)相反(4)07．如图7所示的振动图象上有a、b、c、d、e、f六点，其中：图7(1)与a位移相同的点有________。(2)与a速度相同的点有________。解析：(1)位移是矢量，位移相同意味着位移的大小和方向都要相同，可知与a位移相同的点有b、e、f。(2)速度是矢量，速度相同则要求速度的大小和方向都要相同，可

7、知与a速度相同的点有d、e。答案：(1)b、e、f　(2)d、e8．如图8所示为某质点做简谐运动的图象，则质点在前6s内通过的路程为________cm，在6～8s内的平均速度大小为________cm/s，方向________。图8解析：质点在0～2s内通过的路程是2cm，在2～4s内通过的路程是2cm，在4～6s内通过的路程是2cm，故前6s内通过的路程是6cm。质点在6～8s内位移大小是2cm，方向指向平衡位置，平均速度大小为，＝＝＝1cm/s，质点在这段时间内由负的最大位移处向平衡位置运动，所以平均速

8、度方向沿x轴正方向。答案：6　1　沿x轴正方向9．如图9所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：图9(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)在1.5s和2.5s两个时刻，质点向哪个方向运动？(3)质点在第2s末的位移是多少？在前4s内的路程是多少？解析：由图象上的信息，结合质点的振动过程可知：(1)质点离开平衡位置的最大距离就是

9、x

10、的最大值，为10cm；(2)从1.