2018年高三物理一轮总复习 专题14.2 简谐运动的回复力和能量名师伴学

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1、专题14.2简谐运动的回复力和能量课前预习●自我检测1.关于简谐运动的回复力和能量以下说法正确的是(　　)A．简谐运动的回复力可以是恒力B．加速度与位移方向有时相同，有时相反C．速度方向与加速度方向有时相同，有时相反D．加速度方向总是与位移方向相反E．在最大位移处它的机械能最大F．从平衡位置到最大位移处它的机械能减小G．做简谐运动的物体动能和势能相互转化，振动的总能量保持不变。【答案】CDG2.对简谐运动的回复力公式F＝－kx的理解，正确的是(　　)A．k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

2、只随位移变化，不随时间变化【答案】C【解析】位移x是相对平衡位置的位移；F＝－kx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反。3.在水平方向上做简谐运动的弹簧振子如图所示，O为平衡位置，振子在A、B之间振动，图示时刻振子所受的力有(　　)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【答案】A【解析】此题考查回复力的问题，弹簧振子是理想模型，不计摩擦力，振子受重力、支持力和弹簧的弹力，回复力由弹簧的弹力提供。故正确答案为A。4.在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各

3、组中描述振动的物理量总是相同的是(　　)A．速度、加速度、动能B．速度、动能、回复力C．加速度、动能和位移D．位移、动能和回复力【答案】CD【解析】振子每次过同一位置时，位移相同，由F＝－kx和a＝－x知，回复力和加速度相同，速度大小相同，但方向不一定相同，动能相同，故A、B错，C、D正确。5.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，弹性势能相等B．振子从最低点向平衡位置运动的过程中，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弹力和振子重力的合力提供D．振子在

4、运动过程中，系统的机械能守恒【答案】CD6．单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小，这是因为(　　)A．单摆做的是阻尼振动B．能量正在逐渐消灭C．动能正在转化为势能D．机械能不守恒E．总能量守恒，减少的机械能转化为内能【答案】　ADE【解析】　能量不能被消灭，只能发生转化或转移，故B错误；单摆在运动中由于受到空气阻力，要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，转化为内能，由能量守恒定律可知，总能量是守恒的，故C错误，A、D、E正确．7．下列振动，不属于受迫振动的是(　　)A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动B．打点计时器接通电源后，振针的振动C．小孩睡

5、在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动E．共振筛的振动【答案】　ACD【解析】　受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动，故A、C、D都是自由振动，B、E是受迫振动．8.如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是(　　)A．甲的振幅较大B．甲的振动频率为9HzC．乙的振幅较大D．乙的振动频率为9HzE．甲、乙两振子的振幅、频率均相等【答案】　ABD9.研究单摆

6、受迫振动规律时得到如图所示的图象，则下列说法正确的是(　　)A．其纵坐标为位移B．其纵坐标为振幅C．单摆的固有周期为2sD．图象的峰值表示共振时的振幅E．单摆的摆长为2m【答案】　BCD课堂讲练●典例分析要点提炼一一、简谐运动的回复力1．回复力(1)定义：振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力．(2)方向：指向平衡位置．(3)表达式：F＝－kx.二．简谐运动的动力学特征如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动．三．简谐运动的能量1．振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系弹簧振子运动的过程就

7、是动能和势能互相转化的过程．(1)在最大位移处，势能最大，动能为零．(2)在平衡位置处，动能最大，势能最小．2．简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型．3.简谐运动中各物理量的关系(1)在简谐运动中，位移、回复力、加速度和势能四个物理量同时增大或减小，与速度和动能的变化步调相反．(2)平衡位置是位移、加速度和回复力方向变化的转折点．(3)最大位移处是速度方向变化的转折点．(4)简谐运动的位移与前面学过的位移不同，简谐运动的位移是从平衡位置指向某一位置的有向线段，位移

8、起点是平衡位置，是矢量．一、关于回复力的理解【典例1】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