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《2017-2018学年高中物理人教版选修3-4：课时跟踪检测：（三）简谐运动的回复力和能量word版含》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、课时跟踪检测（三）简谐运动的回复力和能量一、基础题窃熟1.（多选）关于简谐运动的动力学公式F=—kx,以下说法正确的是（）A.&是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度B.&是回复力跟位移的比例常数，x是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移C.对于弹簧振子系统，A是劲度系数，它由弹簧的性质决定D.因为k=£,所以&与F成正比解析：选BC&是回复力跟位移的比例常数，对弹簧振子系统，R是弹簧的劲度系数,由弹簧的性质决定，x是弹簧形变的长度，也是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移，故B、C正确。2.如图1甲所示，一弹簧振子在力、〃间做简谐运
2、动，0为平衡位置，如图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移一时间图像，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图像中正确的是（）甲解析：选C由题图乙可知，x=Asincot,弹簧振子做简谐运动，回复力F=—kx,由FkA可知选项C正确。牛顿第二定律可知，a=—=——sincotf3.（多选）图2是质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像，贝！J（）A.甲、乙物体的振幅分别是2in和1mB.甲的振动频率比乙的大C.前2$内两物体的加速度均为负值A.第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大解析：选BCD由图像知，甲、乙振幅
3、分别为2cm和lcm,A错误；8s内甲完成2次全振动，乙完成1次全振动，B正确；前内，甲、乙的位移均为正，所以加速度均为负值，C正确；第末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，D正确。1.做简谐运动的弹簧振子质量为0.2kg,当它运动到平衡位置左侧20on时受到的回复力是4N；当它运动到平衡位置右侧40cm时，它的加速度为（）A.20m/s2,向右B.20m/s2,向左C・40m/s2,向右D・40m/s2,向左解析：选D加速度方向指向平衡位置，因此方向向左。由力和位移的大小关系F=kx可知，当x=40cm时
4、，F=8N,a=—=40m/s2,方向指向平衡位置，故D正确。5•如图3所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为力的简谐运动，当物体到达最低点时，物体恰好掉下一半（即物体质量减少一半），此后振动系统的振幅的变化为（）图3A.振幅不变B.振幅变大C・振幅变小A.条件不够，不能确定解析：选B当物体到达最低点时掉下一半（即物体质量减少一半）后，新的系统将继续做简谐运动，机械能也是守恒的，所以还会到达原来的最低点。但是，由于振子质量的减少，新的平衡位置将比原来的平衡位置高，所以振幅变大。6.（多选）图4是弹簧振子做简谐运动的振动图像，可以
5、判定（）A.从“到『2时间内系统的动能不断增大，势能不断减小B.从『2到丫3时间内振幅不断增大C.心时刻振子处于平衡位置处，动能最大D.九、巾时刻振子的动能、速度都相同解析：选AC到％时间内，X减小，弹力做正功，系统的动能不断增大，势能不断减小，A正确；振幅是离开平衡位置的最大距离，简谐运动的振幅保持不变，从b到如变化的是位移而不是振幅，B错误；心时刻振子位移为零，处于平衡位置处，速度最大，动能最大，C正确；勺、九时刻位移相同，即振子处于同一位置，但运动方向相反，速度等大反向，动能相同，D错误。二、能力题窗通7•如图5所示
6、，光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W=0.5kg,弹簧劲度系数A=240N/m,将滑块从平衡位置O向左平移，将弹簧压缩5cm,静止释放后滑块在/、B间滑动，贝!)：Mo图5⑴滑块加速度最大是在力、B、O三点中哪点？此时滑块加速度多大？(2)滑块速度最大是在A.〃、0三点中哪点？此时滑块速度多大？(假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3J)Fk解析:(1)由于简谐运动的加速度“=万=—亦，故加速度最大的位置在最大位移处的/或B两点，加速度大小□==韦罟X0.05m/s盒子力的振幅；物体B的最
7、大速率；=24m/s2o(2)在平衡位置O滑块的速度最大。根据机械能守恒，有故vmo5当/、B的位移为正的最大和负的最大时，/对B的作用力的大小分别是多少？解析:(1)振子在平衡位置时，所受合力为零，设此时弹簧被压缩心，则kx=(mA+m/sF.lm/so答案：(1)/点或B点24m/s2(2)0点1.1m/s8•—轻质弹簧直立在地面上，其劲度系数为/l=400N/m,弹簧的上端与盒子人连接在一起，盒子内装物体3,B的上、下表面恰与盒子接触，如图6所示。人和B的质量巾人=mB=lkg,g取10m/s2,不计阻力。先将/向
8、上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放，A和B—起做上下方向的简谐运动。已知弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变大小，试求：mB)gfAx=—^=5cmo开始释放时振子处在最大位移处，故振幅A=5cm+5cm=10cm。(2)由于开始时弹簧的伸长量恰好等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量，故弹性势能相等，设振子的最大
