《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)》同步練習(xí)4.doc

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)同步練習(xí)1.下列運(yùn)動(dòng)屬于機(jī)械振動(dòng)的有( )A.樹枝在風(fēng)的作用下的運(yùn)動(dòng)B.豎直向上拋出的物體的運(yùn)動(dòng)C.說話時(shí)聲帶的運(yùn)動(dòng)D.爆炸聲引起窗扇的運(yùn)動(dòng)2.(2012贛州高二檢測(cè))對(duì)于彈簧振子的回復(fù)力與位移的關(guān)系圖像，下列圖像中正確的是( )3.對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下述說法中正確的是( )A.物體振動(dòng)的最大位移等于振幅B.物體離開平衡位置的最大距離叫振幅C.振幅隨時(shí)間做周期性變化D.物體兩次通過平衡位置的時(shí)間叫周期4.(2012綿陽高二檢測(cè))如圖所示，一個(gè)彈簧振子在A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，下列說法中正確的有( )A.若A、B兩點(diǎn)之間的距離增大，則簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期變大B.振子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)加速度方向要發(fā)生變化C.振子遠(yuǎn)離O點(diǎn)時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)D.振子由O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中小球動(dòng)能減少，彈簧彈性勢(shì)能增加，系統(tǒng)機(jī)械能不變5.彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).B、C相距20 cm.某時(shí)刻振子處于B點(diǎn).經(jīng)過0.5 s，振子首次到達(dá)C點(diǎn).求：(1)振動(dòng)的周期和頻率.(2)振子在5 s內(nèi)通過的路程及位移大小.(3)振子在B點(diǎn)的加速度大小跟距O點(diǎn)4 cm處P點(diǎn)的加速度大小的比值.【課后鞏固】6.如圖所示，在水平方向上振動(dòng)的彈簧振子受力情況是( )A.重力、支持力和彈簧的彈力B.重力、支持力、彈簧的彈力和回復(fù)力C.重力、支持力和回復(fù)力D.重力、支持力、摩擦力和回復(fù)力7.下列運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可以描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的是( )A.勻變速運(yùn)動(dòng)B.勻速直線運(yùn)動(dòng)C.非勻變速運(yùn)動(dòng)D.勻加速直線運(yùn)動(dòng)8.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，每次經(jīng)過同一位置時(shí)，都具有相同的( )A.加速度B.速度C.位移D.動(dòng)能9.(2012玉林高二檢測(cè))如圖所示，彈簧振子在a、b兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧振動(dòng).當(dāng)振子從平衡位置O向a運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是( )A.加速度和速度均不斷減小B.加速度和速度均不斷增大C.加速度不斷增大，速度不斷減小D.加速度不斷減小，速度不斷增大10.當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是( )A.振子在振動(dòng)過程中，速度相同時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度一定相等，彈性勢(shì)能相等B.振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧彈力始終做負(fù)功C.振子在運(yùn)動(dòng)過程中的回復(fù)力由彈簧彈力和振子重力的合力提供D.振子在運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒11.如圖所示，彈簧振子的頻率為5 Hz，讓它從B位置開始振動(dòng)，并開始計(jì)時(shí)，則經(jīng)過0.12 s 時(shí)( )A.小球位于BO之間，運(yùn)動(dòng)方向向右B.小球位于BO之間，運(yùn)動(dòng)方向向左C.小球位于CO之間，運(yùn)動(dòng)方向向右D.小球位于CO之間，運(yùn)動(dòng)方向向左12.試證明光滑斜面上的小球連在彈簧上，把原來靜止的小球沿斜面拉下一段距離后釋放，小球的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).答案解析1.【解析】選A、C、D.物體在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)均為機(jī)械振動(dòng).故A、C、D選項(xiàng)正確；豎直向上拋出的物體落回地面之后不能再往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以不是機(jī)械振動(dòng)，B錯(cuò)誤.2.【解析】選C.根據(jù)公式F=-kx，可判斷回復(fù)力與位移的關(guān)系圖像是一條直線，斜率為負(fù)值，故選項(xiàng)C正確.3.【解析】選B.振幅是標(biāo)量，位移是矢量.振幅是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離，是定值，位移是隨時(shí)間變化的，B正確，A、C錯(cuò)誤；物體連續(xù)兩次通過平衡位置的時(shí)間等于半個(gè)周期，故D錯(cuò).4.【解析】選B、D.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是由彈簧振子本身的性質(zhì)決定的，與A、B兩點(diǎn)之間距離的大小無關(guān)，故A錯(cuò).加速度的方向始終與回復(fù)力的方向一致，回復(fù)力始終指向O點(diǎn)，因此加速度的方向也是始終指向O點(diǎn)，因此振子每經(jīng)過O點(diǎn)加速度方向都要發(fā)生變化，故B正確.由于加速度的方向始終指向O點(diǎn)，當(dāng)它遠(yuǎn)離O點(diǎn)時(shí)，速度方向始終與加速度方向相反，小球做減速運(yùn)動(dòng)，但加速度大小是變化的，因此它不是勻減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò).從O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，彈力做負(fù)功，小球的動(dòng)能減小，彈簧彈性勢(shì)能增加，系統(tǒng)在整個(gè)過程中，只有彈簧的彈力做功，因此系統(tǒng)的機(jī)械能不變，故D正確.【總結(jié)提升】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量動(dòng)態(tài)變化的判斷方法判斷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量動(dòng)態(tài)變化時(shí)，首先大腦要清晰呈現(xiàn)彈簧振子的動(dòng)態(tài)振動(dòng)情景，然后抓住兩條判斷主線進(jìn)行判斷：(1)方向：位移相反回復(fù)力相同加速度a(由回復(fù)力產(chǎn)生)；速度方向?yàn)檎駝?dòng)物體運(yùn)動(dòng)方向，與以上各量無必然聯(lián)系，“+”、“-”與正方向選取有關(guān).(2)大?。哼h(yuǎn)離平衡位置位移x回復(fù)力F加速度a(由回復(fù)力產(chǎn)生)速度 v；反之：靠近平衡位置位移x回復(fù)力F加速度a(由回復(fù)力產(chǎn)生)速度 v.說明：以上為判斷主線，用符號(hào)“”表示各物理量間可以進(jìn)行互判，而不要理解為相互的決定關(guān)系.5.【解析】(1)設(shè)振幅為A，由題意BC2A20 cm，所以A10 cm.振子從B到C所用時(shí)間t0.5 s，為周期T的一半，所以T1.0 s，1.0 Hz.(2)振子在1個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4A.故在t5 s5 T內(nèi)通過的路程s4A200 cm.5 s內(nèi)振子振動(dòng)了5個(gè)周期，5 s末振子仍處在B點(diǎn)，所以它偏離平衡位置的位移大小為10 cm.(3)振子加速度ax.ax，所以aBaPxBxP10452.答案：(1)1.0 s 1.0 Hz (2)200 cm 10 cm (3)526.【解析】選A.回復(fù)力是按力的作用效果命名的，不是性質(zhì)力，在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)是對(duì)性質(zhì)力進(jìn)行分析，因此不能添加上回復(fù)力.回復(fù)力可以是幾個(gè)力的合力，也可以是某個(gè)力的分力，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確.7.【解析】選C.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度是變化的，B錯(cuò)；加速度也是變化的，A、D錯(cuò)，C對(duì).8.【解析】選A、C、D. 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，每次經(jīng)過同一位置時(shí)具有相同的位移，位移相同則回復(fù)力相同，回復(fù)力相同則加速度相同；速度大小相等，但方向可能相同，也可能相反，但動(dòng)能一定是相等的，所以A、C、D正確.9.【解析】選C.當(dāng)振子從平衡位置O向a運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧的形變量逐漸增大，彈簧的彈力也逐漸增大，因此振子的加速度也是不斷增大的，在此過程中，小球的運(yùn)動(dòng)方向與彈力的方向始終相反，因此速度會(huì)越來越小，故只有C正確.10.【解析】選C、D.振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，速度相同的位置可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)，這時(shí)彈簧長(zhǎng)度明顯不等，A錯(cuò)；振子由最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧對(duì)振子施加的力指向平衡位置，做正功，B錯(cuò)；振子運(yùn)動(dòng)過程中的回復(fù)力由彈簧振子所受合力提供且運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，故C、D對(duì).【變式備選】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在彈簧上端，在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)振幅為A時(shí)，木塊對(duì)彈簧的壓力最大值是木塊重力的1.5倍，則木塊對(duì)彈簧的最小壓力是多少？欲使木塊在彈簧振動(dòng)中不離開彈簧，其振幅不能超過多少？【解析】木塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)木塊對(duì)彈簧的壓力最大，在最高點(diǎn)時(shí)木塊對(duì)彈簧的壓力最小.木塊在最高點(diǎn)的加速度與在最低點(diǎn)的加速度大小相等，回復(fù)力的大小相等.m在最低點(diǎn)時(shí)：F回=1.5mg-mg=ma m在最高點(diǎn)時(shí)：F回=mg-N=ma 由兩式聯(lián)立解得N=mg由以上可以得出振幅為A時(shí)最大回復(fù)力為0.5mg所以有kA=0.5mg 欲使木塊在振動(dòng)中不離開彈簧，則最大回復(fù)力可為mg所以有kA=mg 由和聯(lián)立得A=2A.答案：mg 2A11.【解析】選C.周期T=0.2 s，則=0.6，即t=0.6T，TtT，所以小球位于CO之間，運(yùn)動(dòng)方向向右，C正確.12.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)先對(duì)小球的平衡位置和拉開一段距離后進(jìn)行受力分析，求出合力，然后再根據(jù)力與位移的關(guān)系來判斷小球的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).【解析】小球靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x0=，設(shè)小球相對(duì)于靜止位置時(shí)彈簧伸長(zhǎng)x，則小球的回復(fù)力F=-k(x0+x)+mgsin=-kx.由此可判定小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).答案：見解析【總結(jié)提升】判斷物體的振動(dòng)是否為簡(jiǎn)