2019高中物理 課下能力提升一 第十一章 第1節(jié) 簡諧運動（含解析）新人教版選修3-4

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1、簡諧運動 [基礎練] 一、選擇題 1．[多選]下列幾種運動中屬于機械振動的是(　　) A．乒乓球在地面上的上下運動 B．彈簧振子在豎直方向的上下運動 C．秋千在空中來回的運動 D．豎直于水面上的圓柱形玻璃瓶上下振動 2．[多選]關于簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．表示質點振動的軌跡，是正弦或余弦曲線 B．由圖象可判斷任一時刻質點相對平衡位置的位移方向 C．表示質點的位移隨時間變化的規(guī)律 D．由圖象可判斷任一時刻質點的速度方向 3．[多選]如圖所示是一水平彈簧振子做簡諧運動的振動圖象(x-t圖象)。由圖可推斷，該振子(　　) A．在t1和t3時刻

2、具有相同的速度 B．在t3和t4時刻具有相同的速度 C．在t4和t6時刻具有相同的位移 D．在t1和t6時刻具有相同的速度 4．如圖所示，水平方向上有一彈簧振子，O點是其平衡位置，振子在a和b之間做簡諧運動，關于振子下列說法正確的是(　　) A．在a點時加速度最大，速度最大 B．在O點時速度最大，位移最大 C．在b點時位移最大，速度最小 D．在b點時加速度最大，速度最大 二、非選擇題 5．如圖所示，簡諧運動的圖象上有a、b、c、d、e、f六個點，其中： (1)與a位移相同的點有________； (2)與a速度相同的點有________； (3)物體離開平衡位

3、置的最大距離是________ cm。 6．如圖所示是某質點做簡諧運動的振動圖象，根據圖象中的信息，回答下列問題： (1)質點在第2 s末的位移是多少？ (2)質點振動過程中的最大位移為多少？ (3)在前4 s內，質點經過的路程為多少？ [提能練] 一、選擇題 1．簡諧運動是(　　) A．勻變速運動　　　　　　 B．勻速直線運動 C．非勻變速運動 D．勻加速直線運動 2．(2016·徐州高二檢測)公路上勻速行駛的貨車受一振動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板。一段時間內貨物在豎直方向上的振動可視為簡諧運動，周期為T。取豎直向上為

4、正方向，以某時刻作為計時起點，其振動圖象如圖所示，則(　　) A．t＝T時，貨物對車廂底板的壓力最大 B．t＝T時，貨物對車廂底板的壓力最小 C．t＝T時，貨物對車廂底板的壓力最大 D．t＝T時，貨物對車廂底板的壓力最小 3．質點做簡諧運動，其x-t關系如圖所示。以x軸正向為速度v的正方向，該質點的v-t關系是(　　) 4．在水平方向上做簡諧運動的質點，其振動圖象如圖所示，假設向右的方向為正方向，則物體加速度向右且速度向右的時間段是(　　) A．0～1 s內 B．1～2 s內 C．2～3 s內

5、D．3～4 s內 5．如圖a所示，一彈簧振子在AB間做簡諧運動，O為平衡位置。圖b是該振子做簡諧運動時的x-t圖象。則如選項所示關于振子的加速度隨時間的變化規(guī)律圖象中，正確的是(　　) 二、非選擇題 6．如圖所示是某質點做簡諧運動的振動圖象。根據圖象中的信息，回答下列問題。 (1)質點離開平衡位置的最大距離有多大？ (2)在10 s和30 s這兩個時刻，質點的位移各是多少？ (3)在15 s和25 s這兩個時刻，質點向哪個方向運動？ (4)質點相對平衡位置的位移方向在哪些時間內跟它速度的方向相同？在哪些時間內跟速度的方向相反？ 答 案 [基礎練] 1．解析

6、：選BCD　機械振動是物體在平衡位置兩側做往復運動，乒乓球的上下運動不是在平衡位置兩側的往復運動，A項不符題意，B、C、D項符合。 2．解析：選BCD　振動圖象表示質點的位移隨時間的變化規(guī)律，不是運動軌跡，A錯誤，C正確；由圖象可以判斷某時刻質點的位移和速度方向，B、D正確。 3．解析：選BCD　t1與t3兩時刻振子經同一位置向相反方向運動，速度不相同，A錯誤；t3與t4兩時刻振子經過關于平衡位置的對稱點，速度大小相等、方向相同，B正確；t4與t6兩時刻振子的位移都是－2 cm，C正確；t1和t6兩時刻振子經過對稱點向正方向運動，速度相同，D正確。 4．解析：選C　O點為彈簧振子振動的平

7、衡位置，其加速度為零，位移為零，速度最大，B錯誤；振子在a、b兩位置，振動的位移最大，加速度最大，速度為零，A、D錯誤，C正確。 5．解析：(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，可知與a位移相同的點有b、e、f。(2)速度也是矢量，速度相同則要求速度的大小和方向都要相同，可知與a速度相同的點有d、e。(3)物體離開平衡位置的最大距離即為振動物體最大位移的大小，由圖知最大距離為2 cm。 答案：(1)b、e、f　(2)d、e　(3)2 6．解析：(1)由x-t圖象可以讀出2 s末質點的位移為零。(2)質點的最大位移在前4 s發(fā)生在第1 s末和第3 s末，位移大小為10

8、cm。(3)前4 s內質點正好完成一個往復的全運動。先朝正方向運動了一個距離為10 cm的來回，又在負方向上運動了一個距離為10 cm的來回，故總路程為40 cm。 答案：(1)0　(2)10 cm　(3)40 cm [提能練] 1．解析：選C　簡諧運動的速度是變化的，B錯誤；加速度也是變化的，A、D錯誤，C正確。 2．解析：選C　由圖象知，t＝時，貨物在最高點，對底板壓力最小。t＝時，貨物在最低點，對底板壓力最大。 3．解析：選B　在t＝0時刻，質點的位移正向最大，速度為零，則下一時刻質點應向下運動，故選項A、C錯誤；在t＝時刻，質點的位移為零，速率最大，故選項B正確，選項D錯誤。

9、 4．解析：選D　加速度向右的階段時位移向左，由圖象可知，負值階段為2～4 s，而速度向右的階段為0～1 s和3～5 s，綜合分析知應為3～4 s，D正確。 5．解析：選C　設彈簧的勁度系數為k，位移方向與加速度方向相反，由牛頓第二定律得a＝－，C正確。 6．解析：(1)由圖象可以直接看出質點離開平衡位置的最大距離為20 cm。 (2)在10 s時，位移為20 cm，在30 s時，位移為－20 cm。 (3)在15 s這一時刻，位移為正，且下一時刻，位移沿正方向減小，由此可知，此時刻質點向平衡位置運動。同理可以判斷25 s時，質點背離平衡位置向負的最大位移方向運動。 (4)在0～10 s內，位移逐漸沿正方向增大，速度方向與位移方向相同；10～20 s內，位移為正，但逐漸減小即質點向平衡位置靠近，速度與位移方向相反。同理可以判斷20～30 s 內速度方向和位移方向相同，30～40 s內位移和速度方向相反。 答案：(1)20 cm　(2)20 cm?。?0 cm (3)向平衡位置運動　背離平衡位置向負的最大位移方向運動 (4)0～10 s和20～30 s速度方向和位移方向相同　10～20 s和30～40 s速度方向和位移方向相反 5