2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 1.2 探究物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的原因課后訓(xùn)練 滬科版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 1.2 探究物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的原因課后訓(xùn)練 滬科版選修3-4 1．做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子質(zhì)量為0.2 kg，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè)20 cm時(shí)受到的回復(fù)力是4 N；當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)40 cm時(shí)，它的加速度為（　?。? A．20 m/s2，向右 B．20 m/s2，向左 C．40 m/s2，向右 D．40 m/s2，向左 2．如圖為一彈簧振子的振動(dòng)圖像，由此可知（　　）。 A．在t1時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最大 B．在t2時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最小 C．在t3時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最小 D．在t4時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最大 3．關(guān)于振幅，以下說法中正確的是（　　）。 A．物體振動(dòng)的振幅越大，振動(dòng)越強(qiáng)烈 B．一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)，振幅越大，振動(dòng)系統(tǒng)的能量越大 C．振幅越大，物體振動(dòng)的位移越大 D．振幅越大，物體振動(dòng)的加速度越大 4．汽車在凹凸不平的道路上前進(jìn)，車廂上下振動(dòng)。若在某段時(shí)間內(nèi)，車廂做簡諧運(yùn)動(dòng)。人坐在車廂內(nèi)，則車廂振動(dòng)到何位置時(shí)，車座對人的支持力最大（　　）。 A．當(dāng)振動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí) B．當(dāng)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí) C．當(dāng)向上振動(dòng)經(jīng)過平衡位置時(shí) D．當(dāng)向下振動(dòng)經(jīng)過平衡位置時(shí) 5．彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是（　　）。 A．振子通過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零 B．振子做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度卻在增大 C．振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與速度方向相反 D．振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與速度方向相反 6．如圖甲所示，傾角為θ的斜面體M的底面粗糙，斜面體放在粗糙水平面上。彈簧的一端固定在墻面上，另一端與放在光滑斜面上的物塊m相連，彈簧的軸線與斜面平行。若物塊m在斜面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，斜面體保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力f與時(shí)間t的關(guān)系圖像應(yīng)是圖乙中的（　?。? 甲 乙 7．如圖所示，一質(zhì)量為M的無底木箱放在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧一端懸于木箱的上邊，另一端掛著用細(xì)線連接在一起的兩物體A和B，mA＝mB＝m。剪斷A、B間的細(xì)線后，A做簡諧運(yùn)動(dòng)。則當(dāng)A振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，木箱對地面的壓力為__________。 8．如圖所示，在光滑水平面上，用兩根勁度系數(shù)分別為k1與k2的輕質(zhì)彈簧系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，開始時(shí)兩彈簧均處于原長，現(xiàn)在使小球向左偏離x放手，可以看到小球?qū)⒃谒矫嫔献鐾鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，試問小球是否做簡諧運(yùn)動(dòng)？  參考答案 1．答案：D　解析：由回復(fù)力和位移的大小關(guān)系F＝kx可知，當(dāng)x＝40 cm時(shí)，F(xiàn)＝8 N，＝40 m/s2，方向指向平衡位置，即向左。 2．答案：B　解析：從圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可以知道此圖是簡諧運(yùn)動(dòng)圖像。它所描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置，t2和t4時(shí)刻是在平衡位置處，t1和t3時(shí)刻是在最大位移處，根據(jù)彈簧振子振動(dòng)的特征，彈簧振子在平衡位置時(shí)的速度最大，動(dòng)能最大，加速度為零，即彈力為零；在最大位移處，速度為零，動(dòng)能為零，加速度最大，即彈力最大，所以B正確。 3．答案：AB　解析：物體振動(dòng)的能量由振幅來表示。振幅越大，振動(dòng)能量越大，振動(dòng)越強(qiáng)烈，因此A、B正確。振幅是物體離開平衡位置的最大距離，與位移無關(guān)，而加速度隨時(shí)間時(shí)刻發(fā)生變化，所以C、D不正確。 4．答案：A　解析：車廂和人在豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，加速度向上且最大。由FN－mg＝ma可知，F(xiàn)N＝mg＋ma，F(xiàn)N最大。而在平衡位置時(shí)FN－mg＝0，F(xiàn)N＝mg。在最高點(diǎn)時(shí)，加速度方向向下，F(xiàn)N＜mg。故A正確。 5．答案：ABD　解析：振子在平衡位置時(shí)回復(fù)力為零，A正確；振子做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說明振子正在遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，位移增大，加速度增大，B正確；振子加速度方向總是指向平衡位置，向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向與加速度方向相同，振子遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，速度方向與加速度方向相反，C錯(cuò)，D正確。 6．答案：C　解析：物塊m對斜面體M的作用力為彈力，大小為mgcos θ，物塊在斜面上做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力不變，因此靜止在地面上的斜面體受到的地面的摩擦力也不會(huì)發(fā)生變化。 7．答案：答案：Mg 解析：初始時(shí)，整體平衡，剪斷A、B間的細(xì)線的瞬間，物體A所受的合力F＝mg，方向向上，是A振動(dòng)的最大回復(fù)力，當(dāng)物體A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，回復(fù)力也應(yīng)該是F′＝mg，方向向下，此時(shí)彈簧剛好是原長，對框架作用力為零，因此此時(shí)木箱對地面的壓力為Mg。 8．答案：是做簡諧運(yùn)動(dòng) 解析：以小球?yàn)檠芯繉ο?，豎直方向受力平衡，水平方向受到兩根彈簧的彈力作用。設(shè)小球位于平衡位置O左方某處時(shí)，偏離平衡位置的位移為x，則： 左方彈簧壓縮，對小球產(chǎn)生向右的彈力F1＝k1x；右方彈簧拉伸，對小球產(chǎn)生向右的彈力F2＝k2x。 則F＝F1＋F2＝（k1＋k2）x，方向向右。令k1＋k2＝k，則F＝kx 由于小球所受回復(fù)力的方向與位移方向相反，考慮方向時(shí)，則F＝－kx 故小球?qū)⒃趦筛鶑椈傻膹椓ψ饔孟略谒矫嫔献龊喼C運(yùn)動(dòng)。