2019_2020学年高中物理第十一章机械振动3简谐运动的回复力和能量课后检测含解析新人教版选修3_.doc

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1、3　简谐运动的回复力和能量记一记简谐运动的回复力和能量知识体系1个概念——回复力1个特征量——简谐运动的动力学特征，回复力F＝－kx1个守恒——简谐运动的机械能守恒辨一辨1.简谐运动的回复力可以是恒力．(×)2．回复力的方向总是与位移的方向相反．(√)3．回复力的方向总是与加速度的方向相反．(×)4．水平弹簧振子运动到平衡位置时，回复力为零，因此能量一定为零．(×)5．回复力的大小与速度大小无关，速度增大时，回复力可能增大，也可能减小．(×)6．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大．(√)想一想1.简谐运动的回复力F＝－kx中，k一定是弹簧的劲度系数吗？提示：不一定．k是一个常数，

2、由简谐运动系统决定．对于一个特定的简谐运动系统来说k是不变的，但这个系统不一定是弹簧振子，k也就不一定是劲度系数．2．做简谐运动的物体除了受其他力外一定还受到一个回复力作用，对吗？提示：简谐运动的回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的．3．判断一个振动是否为简谐运动有哪些方法？提示：(1)通过对位移的分析，列出位移—时间表达式，利用位移—时间图象是否满足正弦规律来判断．(2)对物体进行受力分析，求解物体所受力在振动方向上的合力，利用物体所受到的振动方向上合力是否满足F＝－kx进行判断．4．在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有几个

3、？动能最大的位置有几个？-12-提示：在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有两个，分别对应于振子运动的最左端和最右端．动能最大的位置只有一个，就是弹簧振子的平衡位置．思考感悟：　　　　练一练1.(多选)如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，下列说法正确的是(　　)A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复的力作用C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置解析：回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的，在

4、此情景中弹簧的弹力充当回复力，故A项正确，B项错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动过程中位移的大小在减小，故此过程回复力逐渐减小，C项错误；回复力总是指向平衡位置，故D项正确．答案：AD2．对于弹簧振子的回复力和位移的关系，下列图中正确的是(　　)解析：由简谐运动的回复力公式F＝－kx可知，C项正确．答案：C3．如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图象，可以判定(　　)A．t1到t2时间内系统的动能不断增大，势能不断减小B．0到t2时间内振子的位移增大，速度增大C．t2到t3时间内振子的回复力先减小再增大，加速度的方向一直沿x轴正方向D．t1、t4时刻振子的动能、速度都相同解析：t1到

5、t2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项正确；0到t2时间内，振子的位移减小，速度增大，B项错误；t2到t3时间内，振子的位移先增大再减小，所以回复力先增大再减小，C项错误；t1和t4时刻振子的位移相同，即位于同一位置，其速度等大反向，但动能相同，D项错误．答案：A-12-4．如图所示，一水平弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M.(1)简谐运动的能量取决于________，振子振动时动能和________相互转化，总机械能________．(2)(多选)振子在振动过程中，下列说法中正确的是(　　)A．振子在平衡位置，动能最大，弹性势能最

6、小B．振子在最大位移处，弹性势能最大，动能最小C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D．在任意时刻，动能与弹性势能之和保持不变(3)(多选)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对滑动而一起运动，下列说法正确的是(　　)A．振幅不变B．振幅减小C．最大动能不变D．最大动能减小解析：(1)简谐运动的能量取决于振幅，振子振动时动能和弹性势能相互转化，总机械能守恒．(2)振子在平衡位置两侧往复运动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变最大，弹性势能最大，故B项正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D项正确；在平衡位置处速度达到最

7、大，动能最大，弹性势能最小，故A项正确；振幅的大小与振子的位置无关，故C项错误．(3)振子运动到B点时速度恰为零，此时放上m，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，由于简谐运动中机械能守恒，所以振幅保持不变，故A项正确，B项错误；由于机械能守恒，所以最大动能不变，C项正确，D项错误．答案：(1)振幅　弹性势能　守恒　(2)ABD　(3)AC要点一简谐运动的回复力1.(多选)关于简谐运动的回复力，以下说法正确