2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時作業(yè)七簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGE5-課時作業(yè)(七)簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量限時：20分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．一個做簡諧運(yùn)動的物體，每次具有相同的動能時，下列說法正確的是()A．肯定具有相同的勢能B．肯定具有相同的速度C．肯定具有相同的加速度D．肯定具有相同的位移2．做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速率為v0，若從某時刻算起，在半個周期內(nèi)，合外力()A．做功肯定為0B．做功肯定不為0C．做功肯定是eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)D．做功可能是0到eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)之間的某一個值3．如圖所示為某個彈簧振子做簡諧運(yùn)動的振動圖像，由圖像可知()A．在0.1s時，由于位移為零，所以振動能量為零B．在0.2s時，振子具有最大勢能C．在0.35s時，振子具有的能量尚未達(dá)到最大值D．在0.4s時，振子的動能最大4．如圖所示，A、B兩物體組成彈簧振子，在振動過程中，A、B始終保持相對靜止，下列給定的四幅圖中能正確反映振動過程中物體A所受摩擦力Ff與振子相對平衡位置的位移x關(guān)系的圖線為()二、多項(xiàng)選擇題5．如圖所示，彈簧振子在光滑水平桿上的A、B兩點(diǎn)之間做往復(fù)運(yùn)動，下列說法正確的是()A．彈簧振子在運(yùn)動過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用B．彈簧振子在運(yùn)動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力作用C．彈簧振子由A向O運(yùn)動的過程中，回復(fù)力漸漸增大D．彈簧振子由O向B運(yùn)動的過程中，回復(fù)力的方向指向平衡位置6．彈簧振子做簡諧運(yùn)動，下列說法中正確的是()A．彈簧振子在平衡位置處，動能最大，勢能最小B．彈簧振子在最大位移處，勢能最大，動能最小C．彈簧振子在向平衡位置振動時，由于彈簧振子的振幅減小，故總的機(jī)械能減小D．在隨意時刻，動能與勢能之和保持不變7．光滑斜面上物塊A被平行斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點(diǎn)，如圖所示，現(xiàn)將A沿斜面拉到B點(diǎn)無初速度釋放，物體在BC范圍內(nèi)做簡諧運(yùn)動，則下列說法正確的是()A．OB越長，振動能量越大B．在振動過程中，物塊A機(jī)械能守恒C．A在C點(diǎn)時，物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能最大，在O點(diǎn)時系統(tǒng)勢能最小D．B點(diǎn)時物塊A的機(jī)械能最小三、非選擇題8.如圖所示，一個輕彈簧與一個質(zhì)量為m＝0.5kg的小球所構(gòu)成的彈簧振子放在光滑金屬桿上，已知該彈簧的勁度系數(shù)k＝200N/m，O點(diǎn)是彈簧振子靜止時的位置，今將振子向右拉10cm到A點(diǎn)，此時外力對彈簧振子做功為1J，然后由靜止釋放，則它在A、B之間運(yùn)動，不計(jì)其他阻力，求：(1)振子在哪點(diǎn)的速度最大？最大速度為多少？(2)振子在A點(diǎn)的位移．(3)振子在B點(diǎn)的加速度．課時作業(yè)(七)簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量1．解析：簡諧運(yùn)動中機(jī)械能守恒，當(dāng)有相同的動能時，勢能肯定相等，A正確；動能相同時由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，具有相同的速率，但速度方向可以不同，故B不正確；依據(jù)簡諧運(yùn)動的對稱性可知，在動能相同時有相同大小的a和x，但方向不同，故C、D也不正確．答案：A2．解析：彈簧振子過半個周期肯定運(yùn)動到關(guān)于平衡位置對稱的位置處，兩處速度大小相等，由動能定理知合外力做功為0，A正確．答案：A3．解析：彈簧振子做簡諧運(yùn)動，振動能量不變，振幅不變，選項(xiàng)A錯；在0.2s時位移最大，振子具有最大勢能，選項(xiàng)B對；彈簧振子的振動能量不變，在0.35s時振子具有的能量與其他時刻相同，選項(xiàng)C錯；在0.4s時振子的位移最大，動能為零，選項(xiàng)D錯．答案：B4．解析：設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，振子距平衡位置的位移為x時系統(tǒng)的加速度為a，依據(jù)牛頓其次定律有kx＝－(mA＋mB)a，所以當(dāng)位移為x時，整體的加速度a＝－eq\f(kx,mA＋mB)，隔離對A分析，則摩擦力Ff＝mAa＝－eq\f(mA,mA＋mB)kx，B正確．答案：B5．解析：回復(fù)力是依據(jù)力的效果命名的，不是做簡諧運(yùn)動的物體受到的詳細(xì)的力，它是由物體受到的詳細(xì)的力供應(yīng)的，在此情境中彈簧振子受重力、支持力和彈簧彈力的作用，故A正確，B錯誤；回復(fù)力與位移的大小成正比，彈簧振子由A向O運(yùn)動的過程中位移在減小，則在此過程中回復(fù)力漸漸減小，故C錯誤；回復(fù)力的方向總是指向平衡位置，故D正確．答案：AD6．解析：彈簧振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)振動，到平衡位置處速度達(dá)到最大，動能最大，勢能最小，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，勢能最大，B正確；在隨意時刻只有彈簧的彈力做功，所以機(jī)械能守恒，D正確；振幅的大小與振子的位置無關(guān)，C錯誤．故正確選項(xiàng)為A、B、D.答案：ABD7．解析：振動的能量與振幅有關(guān)，故A正確；系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，物塊A的機(jī)械能不守恒，故B錯誤；系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，動能和勢能的總和不變；在C點(diǎn)時，物塊A的動能最小，所以系統(tǒng)勢能最大，在O點(diǎn)時物塊A的動能最大，所以系統(tǒng)勢能最小，故C正確；在B點(diǎn)時，物塊A的動能為零，重力勢能最小，所以機(jī)械能最小，故D正確．答案：ACD8．解析：(1)由于彈簧振子在運(yùn)動過程中滿意機(jī)械能守恒，故在平衡位置O點(diǎn)的速度最大，由題意知：外力做的功轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的彈性勢能，該勢能又全部轉(zhuǎn)化成振子的動能，即W＝eq\f(1,2)mv2解得：v＝eq\r(\f(2W,m))＝eq\r(\f(2×1,0.5))m/s＝2m/s.(2)振子在A點(diǎn)的位移大小為x＝10cm，方向由O指向A.(3)由于振動的振幅為10cm，故在B點(diǎn)的位移大小是10cm，即彈簧壓縮10cm，此時回復(fù)力的大小F＝kx＝200×0.1N＝20N，即振