人教版選擇性必修第一冊高二物理同步易混易錯2.3簡諧運動的回復力和能量(原卷版+解析)_第1頁
人教版選擇性必修第一冊高二物理同步易混易錯2.3簡諧運動的回復力和能量(原卷版+解析)_第2頁
人教版選擇性必修第一冊高二物理同步易混易錯2.3簡諧運動的回復力和能量(原卷版+解析)_第3頁
人教版選擇性必修第一冊高二物理同步易混易錯2.3簡諧運動的回復力和能量(原卷版+解析)_第4頁
人教版選擇性必修第一冊高二物理同步易混易錯2.3簡諧運動的回復力和能量(原卷版+解析)_第5頁
已閱讀5頁,還剩19頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

第二章機械運動第3節(jié)簡諧運動的回復力和能量重點+難點核心素養(yǎng)解讀1.掌握簡諧運動的動力學特征,明確回復力的概念.2.知道簡諧運動是一種沒有能量損耗的理想情況.3.會分析簡諧運動在一次全振動過程中,位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況.1.物理觀念:簡諧運動的回復力的概念。2.科學思維:應用動力學、能量觀點處理簡諧運動中位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化規(guī)律。知識點一簡諧運動的回復力1.回復力(1)定義:使振動物體回到的力.(2)方向:總是指向.(3)表達式:F=.2.簡諧運動如果物體在運動方向上所受的力與它偏離平衡位置的大小成,并且總是指向平衡位置,質點的運動就是簡諧運動.知識點二簡諧運動的能量1.能量轉化彈簧振子運動的過程就是和互相轉化的過程.(1)在最大位移處,最大,為零.(2)在平衡位置處,最大,最?。?.能量特點在簡諧運動中,振動系統(tǒng)的機械能,而在實際運動中都有一定的能量損耗,因此簡諧運動是一種的模型.易錯易混點一簡諧運動的回復力易錯易混點1.1對回復力是效果力認識不清。例1.(多選)關于回復力,下列說法中正確的是()A.回復力是指物體離開平衡位置時受到的指向平衡位置的力B.回復力是按力的作用效果命名的,它可能由彈力提供,也可能由摩擦力提供C.回復力可能是某幾個力的合力,也可能是某一個力的分力D.振動物體在平衡位置時,其所受合力為零易錯易混點1.1剖析回復力是根據力的作用效果命名的,它可以是一個力,也可以是多個力的合力,還可以由某個力的分力提供。例如:如圖甲所示,水平方向的彈簧振子,彈力充當回復力;如圖乙所示,豎直方向的彈簧振子,彈力和重力的合力充當回復力;如圖丙所示,m隨M一起振動,m的回復力則由靜摩擦力充當。易錯易混點1.2對簡諧運動的判斷方法認識不清。例2.一質量為m,側面積為S的正方體木塊,放在水面上靜止(平衡),如圖所示.現(xiàn)用力向下將其壓入水中一段深度后(未全部浸沒)撤掉外力,木塊在水面上下振動,試判斷木塊的振動是否為簡諧運動.易錯易混點1.2剖析物體做簡諧運動的判斷方法(1)簡諧運動的回復力滿足F=-kx;(2)簡諧運動的振動圖像是正弦曲線.易錯易混點二簡諧運動的能量易錯易混點2.1簡諧運動的機械能例3.如圖所示,一水平彈簧振子在A、B間做簡諧運動,平衡位置為O,已知振子的質量為M.(1)簡諧運動的能量取決于________,振子振動時動能和________相互轉化,總機械能________.(2)振子在振動過程中,下列說法中正確的是________.A.振子在平衡位置,動能最大,彈性勢能最小B.振子在最大位移處,彈性勢能最大,動能最小C.振子在向平衡位置運動時,由于振子振幅減小,故總機械能減小D.在任意時刻,動能與彈性勢能之和保持不變(3)若振子運動到B處時將一質量為m的物體放到M的上面,且m和M無相對滑動而一起運動,下列說法正確的是________.A.振幅不變 B.振幅減小C.最大動能不變 D.最大動能減小易錯易混點2.1剖析1.如果摩擦阻力造成的損耗可以忽略,在彈簧振子運動到任意位置時,系統(tǒng)的動能與勢能之和都是一定的,即機械能守恒。2.簡諧運動的機械能由振幅決定對同一振動系統(tǒng)來說,振幅越大,振動的能量越大。如果沒有能量損耗,振幅保持不變,它將永不停息地振動下去,因此簡諧運動又稱等幅振動。3.實際的運動都有一定的能量損耗,所以簡諧運動是一種理想化的模型。易錯易混點2.2簡諧運動中各物理量的變化例4.如圖所示為做簡諧運動物體的振動圖像,由圖可知()A.0~0.5s時間內,物體的加速度從零變?yōu)檎蜃畲驜.0.5~1.0s時間內,物體所受回復力從零變?yōu)檎蜃畲驝.1.0~1.5s時間內,物體的速度從零變?yōu)檎蜃畲驞.1.5~2.0s時間內,物體的動量從零變?yōu)檎蜃畲笠族e易混點2.2剖析分析簡諧運動中各物理量變化情況的技巧(1)分析簡諧運動中各物理量的變化情況時,一定要以位移為橋梁,位移增大時,振動質點的回復力、加速度、勢能均增大,速度、動能均減?。环粗?,則產生相反的變化.另外,各矢量均在其值為零時改變方向.(2)分析過程中要特別注意簡諧運動的周期性和對稱性.位移相同時,回復力、加速度、動能、勢能可以確定,但速度可能有兩個方向,由于周期性,運動時間也不確定.針對訓練1.(2022·全國·高二課時練習)下列關于振動物體所受回復力的說法正確的是()A.回復力是指物體受到的指向平衡位置的力 B.回復力是指物體所受的合外力C.回復力只可能是彈力 D.回復力可以做功2.(2022·北京·臨川學校高二期中)做簡諧運動的物體,相鄰二次通過同一位置時,以下物理量不一定相同的是()A.速度 B.加速度 C.動能 D.回復力3.(2022·全國·高一課時練習)做簡諧運動的物體,回復力和位移的關系圖是()A. B.C. D.4.(2021·上海閔行區(qū)協(xié)和雙語教科學校高一期中)如圖,點為彈簧振子的平衡位置,小球在間做無摩擦的往復運動。則小球由運動到點的過程中小球的()A.速度增大 B.速度減小 C.速度不變 D.加速度增大5.(2022·全國·高三課時練習)某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖像如圖所示,下列描述正確的是()A.t=1s時,振子的速度為零,加速度為負的最大值B.t=2s時,振子的速度為負,加速度為正的最大值C.t=3s時,振子的速度為負的最大值,加速度為零D.t=4s時,振子的速度為正,加速度為負的最大值6.(2022·江蘇省揚中高級中學高一開學考試)如圖甲,用力傳感器研究橡皮繩中拉力的大小隨時間變化情況。向下拉小球然后釋放,小球沿豎直方向運動,某段時間內采集到的信息如圖乙所示,則(

)A.t2~t3時間內小球向上運動,速度不斷增大B.t3~t4時間內小球向下運動,加速度不斷增大C.t4~t5時間內小球向上運動,速度不斷增大D.t5~t6時間內小球向下運動,加速度保持不變7.(2022·全國·高三課時練習)彈簧振子的質量為M,彈簧勁度系數(shù)為k,在振子上放一質量為m的木塊,使它們一起在光滑水平面上運動,如圖所示。木塊的回復力F也滿足,x為離開平衡位置的位移,那么為(??)A. B.C. D.8.(2023·全國·高三專題練習)一質點做簡諧運動的圖像如圖所示,下列說法正確的是()A.質點的振動頻率是4Hz B.0~10s內質點經過的路程是20cmC.在時質點的速度為0 D.在和兩時刻,質點的位移相同9.(多選)(2022·安徽省臨泉第一中學高三開學考試)如圖甲所示的彈簧振子,做簡諧振動從某一時刻開始計時,規(guī)定豎直向上為正方向,彈簧對小球的彈力與運動時間的關系如圖乙所示,重力加速度為g,根據圖像所給的信息分析,下列說法正確的是()A.乙圖從小球處在平衡位置開始計時 B.小球的質量為C.簡諧振動的周期為 D.彈簧對小球彈力的最小值為10.(多選)(2022·浙江·模擬預測)如圖甲所示,輕質彈簧下端固定在水平地面上,上端連接一輕質薄板。t=0時刻,一物塊從其正上方某處由靜止下落,落至薄板上后和薄板始終粘連,其位置隨時間變化的圖像(x?t)如圖乙所示,其中t=0.2s時物塊剛接觸薄板。彈簧形變始終在彈性限度內,空氣阻力不計,則()A.t=0.2s后物塊做簡諧運動B.t=0.4s時物塊的加速度大于重力加速度C.若增大物塊自由下落的高度,則物塊與薄板粘連后振動的周期增大D.t=0.2s后物塊坐標位置隨時間變化關系為11.(多選)(2022·北京市十一學校高一期末)某一沿水平方向做簡諧運動的彈簧振子,其位移-時間圖像如圖所示。下列說法正確的是(

)A.若在時間內,彈簧的彈力對振子做的功為0,則一定是的整數(shù)倍B.若在時間內,振子運動的路程為A,則可能小于C.若在時間內,振子運動的路程為s,則s可能等于D.若在時間內,要使振子在時刻的速度等于其在時刻的速度,則一定是T的整數(shù)倍12.(多選)(2022·全國·高三專題練習)如圖所示,一個輕質彈簧下端掛一小球,小球靜止。現(xiàn)將小球向下拉動距離A后由靜止釋放,并開始計時,小球在豎直方向做簡諧運動,周期為T。則()A.經時間,小球從最低點向上運動的距離大于B.經時間,小球從最低點向上運動的距離小于C.在時刻,小球的動能最大D.在時刻,小球的動能最小13.(2021·江蘇·金沙中學高二階段練習)如圖所示,一輕質彈簧的上端固定在光滑斜面頂部,下端栓接小球A,A通過一段細線與小球B相連,兩球均靜止。某時刻,將細線燒斷。已知斜面的傾角為且固定在水面上,A、B的質量分別為、,彈簧的勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,空氣阻力可忽略不計。(1)A運動的平衡位置(2)A運動的振幅;(3)證明A的運動是簡諧運動;14.(2022·全國·高二課時練習)如圖所示,裝有砂粒的試管豎直浮于水面上靜止。將試管豎直提起少許后由靜止釋放,可以觀察到試管上下振動。試判斷這種振動是否為簡諧運動,表述論證的思路。15.(2022·北京市十一學校高一期末)如圖所示,將質量為的物體A放在彈簧上端并與之連接,彈簧下端連接一質量為的物體B,物體B放在地面上,形成豎直方向的彈簧振子,使A上下振動。彈簧原長為,彈簧是勁度系數(shù)為。A、B的厚度可忽略不計,g取。(1)當系統(tǒng)做簡諧運動時,求A的平衡位置離地面的高度:(2)若物體A在振動過程中彈簧始終不拉伸,當物體A以最大振幅振動時,求物體B對地面的最大壓力;(3)在第(2)問的基礎上,從平衡位置到最低點過程中彈簧彈力對物體A做了多少功?第二章機械運動第3節(jié)簡諧運動的回復力和能量重點+難點核心素養(yǎng)解讀1.掌握簡諧運動的動力學特征,明確回復力的概念.2.知道簡諧運動是一種沒有能量損耗的理想情況.3.會分析簡諧運動在一次全振動過程中,位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況.1.物理觀念:簡諧運動的回復力的概念。2.科學思維:應用動力學、能量觀點處理簡諧運動中位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化規(guī)律。知識點一簡諧運動的回復力1.回復力(1)定義:使振動物體回到平衡位置的力.(2)方向:總是指向平衡位置.(3)表達式:F=-kx.2.簡諧運動如果物體在運動方向上所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比,并且總是指向平衡位置,質點的運動就是簡諧運動.知識點二簡諧運動的能量1.能量轉化彈簧振子運動的過程就是動能和勢能互相轉化的過程.(1)在最大位移處,勢能最大,動能為零.(2)在平衡位置處,動能最大,勢能最?。?.能量特點在簡諧運動中,振動系統(tǒng)的機械能守恒,而在實際運動中都有一定的能量損耗,因此簡諧運動是一種理想化的模型.易錯易混點一簡諧運動的回復力易錯易混點1.1對回復力是效果力認識不清。例1.(多選)關于回復力,下列說法中正確的是()A.回復力是指物體離開平衡位置時受到的指向平衡位置的力B.回復力是按力的作用效果命名的,它可能由彈力提供,也可能由摩擦力提供C.回復力可能是某幾個力的合力,也可能是某一個力的分力D.振動物體在平衡位置時,其所受合力為零【答案】ABC【解析】由回復力的定義可知選項A正確;由探究歸納1中圖丙知,物體M和m整體的回復力由彈簧彈力提供,物體m的回復力僅由摩擦力提供。由圖知,物體在最低點時,所受合力不為零,合力提供向心力,但回復力為零,所以選項A、B、C正確,D錯誤。易錯易混點1.1剖析回復力是根據力的作用效果命名的,它可以是一個力,也可以是多個力的合力,還可以由某個力的分力提供。例如:如圖甲所示,水平方向的彈簧振子,彈力充當回復力;如圖乙所示,豎直方向的彈簧振子,彈力和重力的合力充當回復力;如圖丙所示,m隨M一起振動,m的回復力則由靜摩擦力充當。易錯易混點1.2對簡諧運動的判斷方法認識不清。例2.一質量為m,側面積為S的正方體木塊,放在水面上靜止(平衡),如圖所示.現(xiàn)用力向下將其壓入水中一段深度后(未全部浸沒)撤掉外力,木塊在水面上下振動,試判斷木塊的振動是否為簡諧運動.【答案】是【解析】以木塊為研究對象,設水密度為ρ,靜止時木塊浸入水中Δx深度,當木塊被壓入水中x后所受力如圖所示,則F回=mg-F浮,又F?。溅裧S(Δx+x),可得:F回=mg-ρgS(Δx+x)=mg-ρgSΔx-ρgSx,因為mg=ρgSΔx,所以F回=-ρgSx,即F回=-kx(k=ρgS),所以木塊的振動為簡諧運動.易錯易混點1.2剖析物體做簡諧運動的判斷方法(1)簡諧運動的回復力滿足F=-kx;(2)簡諧運動的振動圖像是正弦曲線.易錯易混點二簡諧運動的能量易錯易混點2.1簡諧運動的機械能例3.如圖所示,一水平彈簧振子在A、B間做簡諧運動,平衡位置為O,已知振子的質量為M.(1)簡諧運動的能量取決于________,振子振動時動能和________相互轉化,總機械能________.(2)振子在振動過程中,下列說法中正確的是________.A.振子在平衡位置,動能最大,彈性勢能最小B.振子在最大位移處,彈性勢能最大,動能最小C.振子在向平衡位置運動時,由于振子振幅減小,故總機械能減小D.在任意時刻,動能與彈性勢能之和保持不變(3)若振子運動到B處時將一質量為m的物體放到M的上面,且m和M無相對滑動而一起運動,下列說法正確的是________.A.振幅不變 B.振幅減小C.最大動能不變 D.最大動能減小【答案】(1)振幅彈性勢能守恒(2)ABD(3)AC【解析】(1)簡諧運動的能量取決于振幅,振子振動時動能和彈性勢能相互轉化,總機械能守恒.(2)振子在平衡位置兩側往復運動,在平衡位置處速度達到最大,動能最大,彈性勢能最小,所以A正確;在最大位移處速度為零,動能為零,此時彈簧的形變量最大,彈性勢能最大,所以B正確;振幅的大小與振子的位置無關,在任意時刻只有彈簧的彈力做功,所以機械能守恒,所以C錯誤,D正確.(3)振子運動到B點時速度恰為零,此時放上m,系統(tǒng)的總能量即為此時彈簧儲存的彈性勢能,由于簡諧運動中機械能守恒,所以振幅保持不變,選項A正確,B錯誤;由于機械能守恒,所以最大動能不變,選項C正確,D錯誤.易錯易混點2.1剖析1.如果摩擦阻力造成的損耗可以忽略,在彈簧振子運動到任意位置時,系統(tǒng)的動能與勢能之和都是一定的,即機械能守恒。2.簡諧運動的機械能由振幅決定對同一振動系統(tǒng)來說,振幅越大,振動的能量越大。如果沒有能量損耗,振幅保持不變,它將永不停息地振動下去,因此簡諧運動又稱等幅振動。3.實際的運動都有一定的能量損耗,所以簡諧運動是一種理想化的模型。易錯易混點2.2簡諧運動中各物理量的變化例4.如圖所示為做簡諧運動物體的振動圖像,由圖可知()A.0~0.5s時間內,物體的加速度從零變?yōu)檎蜃畲驜.0.5~1.0s時間內,物體所受回復力從零變?yōu)檎蜃畲驝.1.0~1.5s時間內,物體的速度從零變?yōu)檎蜃畲驞.1.5~2.0s時間內,物體的動量從零變?yōu)檎蜃畲蟆敬鸢浮緿【解析】0~0.5s時間內,物體的位移x從零變?yōu)檎蜃畲螅鶕nD第二定律可得:a=-eq\f(kx,m),則加速度從零變?yōu)樨撓蜃畲螅蔄錯誤;0.5~1.0s時間內,物體所受回復力從負向最大變?yōu)榱?,故B錯誤;1.0~1.5s時間內,物體的速度從負向最大變?yōu)榱悖蔆錯誤;1.5~2.0s時間內,物體的速度從零變?yōu)檎蜃畲?,根據p=mv可知物體的動量從零變?yōu)檎蜃畲螅蔇正確.易錯易混點2.2剖析分析簡諧運動中各物理量變化情況的技巧(1)分析簡諧運動中各物理量的變化情況時,一定要以位移為橋梁,位移增大時,振動質點的回復力、加速度、勢能均增大,速度、動能均減??;反之,則產生相反的變化.另外,各矢量均在其值為零時改變方向.(2)分析過程中要特別注意簡諧運動的周期性和對稱性.位移相同時,回復力、加速度、動能、勢能可以確定,但速度可能有兩個方向,由于周期性,運動時間也不確定.針對訓練1.(2022·全國·高二課時練習)下列關于振動物體所受回復力的說法正確的是()A.回復力是指物體受到的指向平衡位置的力 B.回復力是指物體所受的合外力C.回復力只可能是彈力 D.回復力可以做功【答案】D【解析】A.回復力是由多個力合成的,也許一個指向平衡位置的力和一個背離平衡位置的力共同構成回復力,這樣就不能說那個指向平衡位置的力就是回復力,故A錯誤;B.合外力中部分提供回復力,其他的力可能提供其他效果力,如單擺,故B錯誤;C.回復力是以力的作用效果命名的,可以是重力、彈力或摩擦力,也可以是幾個力的合力,故C錯誤;D.回復力可以做功,故D正確。故選D。2.(2022·北京·臨川學校高二期中)做簡諧運動的物體,相鄰二次通過同一位置時,以下物理量不一定相同的是()A.速度 B.加速度 C.動能 D.回復力【答案】A【解析】BD.做簡諧運動的物體,相鄰二次通過同一位置時,位移x相同,由,可知,回復力、加速度一定相同,BD錯誤;A.相鄰二次通過同一位置時(非最大位移處),速度大小相等、方向不同,故速度不同,相鄰二次通過同一位置時(最大位移處),速度均為零,即速度相同,故速度不相同,A正確;C.動能是標量,相鄰二次通過同一位置時,動能一定相同,C錯誤。故選A。3.(2022·全國·高一課時練習)做簡諧運動的物體,回復力和位移的關系圖是()A. B.C. D.【答案】D【解析】回復力和位移的關系式,圖像為過原點的直線且過二、四象限。故選D。4.(2021·上海閔行區(qū)協(xié)和雙語教科學校高一期中)如圖,點為彈簧振子的平衡位置,小球在間做無摩擦的往復運動。則小球由運動到點的過程中小球的()A.速度增大 B.速度減小 C.速度不變 D.加速度增大【答案】A【解析】ABC.小球做簡諧運動,O點為彈簧振子的平衡位置,由圖知,小球由B運動到O點的過程中,小球的回復力方向向右,而小球得位移方向也向右,故小球做加速運動,小球得速度增大,故BC錯誤,A正確;D.根據回復力可知位移x減小,則回復力減小,根據牛頓第二定律知,小球加速度也減小,故D錯誤。故選A。5.(2022·全國·高三課時練習)某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖像如圖所示,下列描述正確的是()A.t=1s時,振子的速度為零,加速度為負的最大值B.t=2s時,振子的速度為負,加速度為正的最大值C.t=3s時,振子的速度為負的最大值,加速度為零D.t=4s時,振子的速度為正,加速度為負的最大值【答案】A【解析】AC.由題圖可知,t=1s和t=3s時振子在最大位移處,速度為零,加速度分別為負向最大值、正向最大值,故A正確,B錯誤;BD.由題圖可知,t=2s和t=4s時振子在平衡位置,加速度為零,而速度分別為負向最大值和正向最大值,故BD錯誤。故選A。6.(2022·江蘇省揚中高級中學高一開學考試)如圖甲,用力傳感器研究橡皮繩中拉力的大小隨時間變化情況。向下拉小球然后釋放,小球沿豎直方向運動,某段時間內采集到的信息如圖乙所示,則(

)A.t2~t3時間內小球向上運動,速度不斷增大B.t3~t4時間內小球向下運動,加速度不斷增大C.t4~t5時間內小球向上運動,速度不斷增大D.t5~t6時間內小球向下運動,加速度保持不變【答案】A【解析】A.t2~t3時間內拉力大于重力,但速度越來越小,說明小球向上運動,加速度向上,速度增大,A正確;B.t3~t4時間內拉力減小,且小于重力,說明小球向上運動,加速度向下增大,B錯誤;C.t4~t5時間內小球所受的拉力小于重力,但拉力變大,說明小球向下運動,加速度向下,速度增大,C錯誤;D.t5~t6時間內小球所受拉力變大,且大于重力,故小球向下運動,加速度向上增大,D錯誤。故選A。7.(2022·全國·高三課時練習)彈簧振子的質量為M,彈簧勁度系數(shù)為k,在振子上放一質量為m的木塊,使它們一起在光滑水平面上運動,如圖所示。木塊的回復力F也滿足,x為離開平衡位置的位移,那么為(??)A. B.C. D.【答案】B【解析】整體做簡諧運動,則對整體有木塊做簡諧運動,則對木塊有故由于木塊加速度與整體加速度相同,故故故選B。8.(2023·全國·高三專題練習)一質點做簡諧運動的圖像如圖所示,下列說法正確的是()A.質點的振動頻率是4Hz B.0~10s內質點經過的路程是20cmC.在時質點的速度為0 D.在和兩時刻,質點的位移相同【答案】B【解析】A.由圖可知,質點振動的周期為4s,故頻率為A錯誤;B.每個周期質點的路程為4A,可知0~10s內質點的路程是振幅的10倍,故路程為20cm,B正確;C.在時,質點位于平衡位置,故速度最大,C錯誤;D.在和兩時刻,質點的位移大小相等,方向相反,D錯誤。故選B。9.(多選)(2022·安徽省臨泉第一中學高三開學考試)如圖甲所示的彈簧振子,做簡諧振動從某一時刻開始計時,規(guī)定豎直向上為正方向,彈簧對小球的彈力與運動時間的關系如圖乙所示,重力加速度為g,根據圖像所給的信息分析,下列說法正確的是()A.乙圖從小球處在平衡位置開始計時 B.小球的質量為C.簡諧振動的周期為 D.彈簧對小球彈力的最小值為【答案】CD【解析】A.當彈力最大時,小球處在最低點,則乙圖從小球處在最低點開始計時,故A錯誤;B.由圖像的上下對稱性可得,小球處在平衡位置時,彈簧的彈力為,由回復力為0,可得解得小球的質量m為,故B錯誤;C.由圖像的左右周期性可得解得簡諧振動的周期T為,故C正確:D.小球在最高點時,彈簧對小球彈力的最小設為,由彈簧振子的回復力(合力)在最低點、最高點等大反向可得結合解得故D正確。故選CD。10.(多選)(2022·浙江·模擬預測)如圖甲所示,輕質彈簧下端固定在水平地面上,上端連接一輕質薄板。t=0時刻,一物塊從其正上方某處由靜止下落,落至薄板上后和薄板始終粘連,其位置隨時間變化的圖像(x?t)如圖乙所示,其中t=0.2s時物塊剛接觸薄板。彈簧形變始終在彈性限度內,空氣阻力不計,則()A.t=0.2s后物塊做簡諧運動B.t=0.4s時物塊的加速度大于重力加速度C.若增大物塊自由下落的高度,則物塊與薄板粘連后振動的周期增大D.t=0.2s后物塊坐標位置隨時間變化關系為【答案】ABD【解析】A.t=0.2s時物塊剛接觸薄板,落至薄板上后和薄板始終粘連,構成豎直方向的彈簧振子,并且從圖像看,0.2s以后的圖像為正弦函數(shù)曲線,故A正確;B.薄板為輕質薄板,質量可忽略不計。由圖乙可知,B點是圖像的最高點,C點是圖像最低點,根據簡諧運動的對稱性可知,最高點的加速度和最低點的加速度大小相等,即由簡諧運動的加速度滿足a與x成正比,設A點處偏離平衡位置的位移大小為xA,C點處偏離平衡位置的位移大小為xC,有所以到A點時,物塊只受重力所以故B正確;C.彈簧振子的周期只與振動系統(tǒng)本身有關,與物塊起始下落的高度無關,故物塊與薄板粘連后振動周期不變,故C錯誤;D.由圖乙可知因為振幅為0.2m,0.2s后物塊位置隨時間變化關系式為當時,,代入上式得所以故D正確。故選ABD。11.(多選)(2022·北京市十一學校高一期末)某一沿水平方向做簡諧運動的彈簧振子,其位移-時間圖像如圖所示。下列說法正確的是(

)A.若在時間內,彈簧的彈力對振子做的功為0,則一定是的整數(shù)倍B.若在時間內,振子運動的路程為A,則可能小于C.若在時間內,振子運動的路程為s,則s可能等于D.若在時間內,要使振子在時刻的速度等于其在時刻的速度,則一定是T的整數(shù)倍【答案】BC【解析】A.若在時間內,彈簧的彈力對振子做的功為0,兩個時刻振子可能經過同一位置,也可能經過關于平衡位置對稱的位置,所以不一定是的整數(shù)倍。故A錯誤;B.若在時間內,振子運動的路程為A,如果振子在時間內經過平衡位置,則小于,故B正確;C.若在時間內,振子運動的路程為s,如果這段時間中點振子恰好運動到平衡位置,則故C正確;D.若在時間內,要使振子在t2時刻速度等于其在t1時刻速度,可能是T的整數(shù)倍。也可能振子經過關于平衡位置對稱的位置,則不是T的整數(shù)倍。故D錯誤。故選BC。12.(多選)(2022·全國·高三專題練習)如圖所示,一個輕質彈簧下端掛一小球,小球靜止?,F(xiàn)將小球向下拉動距離A后由靜止釋放,并開始計時,小球在豎直方向做簡諧運動,周期為T。則()A.經時間,小球從最低點向上運動的距離大于B.經時間,小球從最低點向上運動的距離小于C.在時刻,小球的動能最大D.在時刻,小球的動能最小【答案】BC【解析】AB.根據簡諧振動的位移公式y(tǒng)=-Acos則t=時有y=-Asin=-A所以小球從最低點向上運動的距離為Δy=A-A=A<A則小球從最低點向上運動的距離小于,選項A

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論