高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第3節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-41

《高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第3節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-41》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第3節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量課后訓(xùn)練 新人教版選修3-41（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量 1．關(guān)于回復(fù)力，下列說法正確的是（　　） A．回復(fù)力是指物體受到的指向平衡位置的力 B．回復(fù)力是指物體受到的合外力 C．回復(fù)力是以力的作用效果來命名的，它可以是彈力，也可以是重力或摩擦力等幾個(gè)力的合力 D．回復(fù)力實(shí)際上就是向心力 2．如圖所示，一水平彈簧振子在光滑水平面上的B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置。已知振子由完全相同的P、Q兩部分組成，彼此拴接在一起。當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的瞬間，將P拿走，則以后Q的運(yùn)動(dòng)和拿走P之前比較有（　?。? A．Q的振幅增大，通過O點(diǎn)時(shí)的速率增大 B．Q的振幅減小，通過O點(diǎn)時(shí)的速率減小 C．Q的振幅不變，通過O點(diǎn)時(shí)的速率增大 D．Q的振幅不變，通過O點(diǎn)時(shí)的速率減小 3．如圖甲所示為某個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的xt圖象，對(duì)圖乙的下列判斷正確的是（　?。? A．圖（1）可作為v－t圖象 B．圖（2）可作為F－t圖象 C．圖（3）可作為F－t圖象 D．圖（4）可作為a－t圖象 4．如圖所示，物體A置于物體B上，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與B相連。在彈性限度范圍內(nèi)，A和B一起在光滑水平面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（不計(jì)空氣阻力），并保持相對(duì)靜止。則下列說法正確的是（　?。? A．A和B均做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) B．作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比 C．B對(duì)A的靜摩擦力對(duì)A做功，而A對(duì)B的靜摩擦力對(duì)B不做功 D．B對(duì)A的靜摩擦力始終對(duì)A做正功，而A對(duì)B的靜摩擦力始終對(duì)B做負(fù)功 5．一個(gè)彈簧振子，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為T，設(shè)t1時(shí)刻振子不在平衡位置，經(jīng)過一段時(shí)間到t2時(shí)刻，振子的速度與t1時(shí)刻的速度大小相等、方向相同，若t2－t1＜T/2，如圖所示，則（　?。? A．t2時(shí)刻振子的加速度一定跟t1時(shí)刻大小相等、方向相反 B．在t1～t2的中間時(shí)刻，振子處在平衡位置 C．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，振子的運(yùn)動(dòng)方向不變 D．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，振子所受回復(fù)力的方向不變 6．如圖所示為水平放置的兩個(gè)彈簧振子A和B的振動(dòng)圖象，已知兩個(gè)振子質(zhì)量之比為mA ∶mB＝2∶3，彈簧的勁度系數(shù)之比為kA∶kB＝3∶2，則它們的周期之比TA∶TB＝______；它們的最大加速度之比為aA∶aB＝______。 7．在光滑水平面上有質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），兩側(cè)用勁度系數(shù)分別為k1、k2的輕彈簧拉住，彈簧的自然長(zhǎng)度分別為l1和l2，兩豎直墻的距離為l1＋l2，如圖所示，如果將滑塊向右拉過一段位移后釋放，滑塊是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？ 8．如圖所示的實(shí)驗(yàn)。在可調(diào)轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定一根細(xì)桿，桿的一端固定一小塑料球。電動(dòng)機(jī)通電后，從側(cè)面用平行光照射，在墻壁上觀察小球影子的運(yùn)動(dòng)。然后，在小球和墻壁之間放一個(gè)豎直方向的彈簧振子，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以使小球與振子的影子的運(yùn)動(dòng)始終重合。 （1）實(shí)驗(yàn)表明了什么？ （2）如果將勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力投影到直徑上，試證明直徑上F＝－kx。 參考答案 1. 答案：AC　解析：回復(fù)力是物體振動(dòng)時(shí)受到的指向平衡位置的力，它使物體回到平衡位置。它是根據(jù)效果命名的，可以是某一個(gè)力，也可以是某一個(gè)力的分力，也可以是幾個(gè)力的合力。但應(yīng)注意：回復(fù)力不一定等于合外力，向心力是指物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受到的效果力，雖然都是按效果命名的，但力的作用效果不同。 2. 答案：C　解析：當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的瞬間，振子的速度為零，此時(shí)P、Q的速度均為零，振子的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)中彈簧的彈性勢(shì)能，將P拿走并不影響系統(tǒng)的能量，故能量并不改變，因此Q的振幅不變，當(dāng)振子通過O點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能又全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，拿走P之前，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為P、Q兩個(gè)物體的動(dòng)能，拿走P之后，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為Q一個(gè)物體的動(dòng)能，故拿走P之后Q的動(dòng)能比拿走P之前Q的動(dòng)能大，速率也要增大。所以選C。 3. 答案：C　解析：t＝0時(shí)刻，振子在平衡位置，速度最大且沿x軸的正方向，故A錯(cuò)。根據(jù)回復(fù)力F＝－kx和牛頓第二定律，加速度和回復(fù)力總與位移方向相反，且與位移大小成正比，所以C正確。 4. 答案：AB　解析：由于A與B保持相對(duì)靜止，可看做一個(gè)整體，則它們所受到的合力等于彈簧的彈力，而彈力方向指向被擠壓的物體。設(shè)彈簧的形變量為x，則整體所受合外力可記作F＝－kx，因此，A和B一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；設(shè)A與B的質(zhì)量分別為mA和mB，則它們的加速度大小，所以A受到B的靜摩擦力即A所受到的合力，F(xiàn)A＝mAa＝，所以選項(xiàng)B正確；在A與B一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，B對(duì)A做正功，而A對(duì)B做負(fù)功；在A與B一起運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，B對(duì)A做負(fù)功，而A對(duì)B做正功，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 5. 答案：ABC　解析：由題圖可知t1、t2時(shí)刻的加速度大小相等、方向相反，A正確；且在t1～t2的中間時(shí)刻，振子處于平衡位置，B正確；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，振子的運(yùn)動(dòng)方向都沿y軸的正方向，故運(yùn)動(dòng)方向不變化，C正確；從t1到t2時(shí)間內(nèi)，位移方向發(fā)生了變化，振子所受回復(fù)力的方向發(fā)生了變化，D錯(cuò)。本題的正確選項(xiàng)為A、B、C。 6. 答案：2∶3 　9∶2 解析：由題圖可知，A振子的周期為0.4 s，B振子的周期為0.6 s，故周期之比為TA∶TB＝2∶3；最大加速度時(shí)，有mAaA∶mBaB＝10kA∶5kB，故最大加速度之比aA∶aB＝9∶2。 7. 答案：見解析 解析：此振子的平衡位置在距左墻l1、右墻l2處，假設(shè)此滑塊在運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)到距平衡位置向右x處，取向左為正，由胡克定律有：F＝－k1x－k2x＝－（k1＋k2）x，所以此滑塊的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 8. 答案：解答：（1）小球與振子的影子的運(yùn)動(dòng)始終重合，表明小球的影子與振子運(yùn)動(dòng)形式相同，即做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在直徑上的投影的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 （2）設(shè)細(xì)桿的長(zhǎng)為A，對(duì)小球受力分析如圖所示，由幾何三角形與矢量三角形相似可得： 。解得 因勻速圓周運(yùn)動(dòng)中F向心和R都是常量，考慮到力與位移的方向關(guān)系，于是有：＝－kx，得證。