第二章 第二节 简谐运动的描述（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案（粤教版）

基础达标练 1.(多选)关于简谐运动的图像，下列说法正确的是(　　) A．表示质点振动的轨迹，是正弦或余弦曲线 B．由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移大小与方向 C．表示质点的位移随时间变化的规律 D．由图像可判断任一时刻质点的速度方向 解析：振动图像表示位移随时间的变化规律，不是质点的运动轨迹，A错误，C正确；由振动图像可判断质点振动位移的大小与方向及速度的方向，B、D正确。 答案：BCD 2．(多选)一质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin t，则质点(　　) A．第1 s末与第3 s末的位移相同 B．第1 s末与第3 s末的速度相同 C．第3 s末与第5 s末的位移方向相同 D．第3 s末与第5 s末的速度方向相同 解析：根据x＝Asint可求得该质点振动周期为T＝8 s，则该质点振动图像如图所示，图像的斜率为正表示速度为正，反之为负。由图可以看出第1 s末和第3 s末质点的位移相同，但斜率一正一负，故速度方向相反，选项A正确，B错误；第3 s末和第5 s末质点的位移方向相反，但两点的斜率均为负，故速度方向相同，选项C错误，D正确。 答案：AD 3．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为(　　) 解析：由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图像为余弦函数曲线，A项正确。 答案：A 4．(多选)有两个简谐运动，其表达式分别是x1＝4sin(100πt＋)cm。下列说法正确的是(　　) )cm，x2＝5sin(100πt＋ A．它们的振幅相同　 B．它们的周期相同 C．它们的相位差恒定 D．它们的振动步调一致 解析：它们的振幅分别是4 cm、5 cm，选项A错误；ω都是100π rad/s，所以周期(T＝得相位差恒定，选项C正确；Δφ≠0，即振动步调不一致，选项D错误。 )＝)－(100πt＋ s，选项B正确；由Δφ＝(100πt＋)都是 答案：BC 5．一弹簧振子A的位移x随时间t变化的关系式为x＝0.1sin 2.5πt，位移x的单位为m，时间t的单位为s，则(　　) A．弹簧振子的振幅为0.2 m B．弹簧振子的周期为1.25 s C．在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零 D．若另一弹簧振子B的位移x随时间变化的关系式为 x＝0.2sin (2.5πt＋)，则B的振幅和周期是A的振幅和周期的2倍 解析：由振动方程为x＝0.1sin 2.5πt，可读出振幅为0.1 m，角频率ω＝2.5π rad/s，故周期T＝ m＝0.1 m，振子的位移最大，速度最小为零，故C正确；由两表达式可知弹簧振子B的振幅是A的2倍，但周期相同，D错误。 ＝0.8 s，故A、B错误；在t＝0.2 s时，x＝0.1sin 答案：C 6．一简谐运动的图像如图所示。在0.1～0.15 s这段时间内，该物体(　　) A．位移增大，速度减小，位移和速度方向相同 B．位移增大，速度减小，位移和速度方向相反 C．位移减小，速度增大，位移和速度方向相同 D．位移减小，速度增大，位移和速度方向相反 解析：由题图可知，在0.1～0.15 s这段时间内，位移为负且增大，表明物体远离平衡位置运动，速度为负且减小，位移和速度方向相同。 答案：A 7.一质点做简谐运动的图像如图所示，在前2 s内具有最大负方向速度的时刻是(　　) A．0.5 s B．1 s C．1.5 s D．2 s 解析：从t＝0到t＝1 s时间内质点向负的最大位移处运动，因此可判断速度方向为负，所以在t＝0.5 s时刻具有最大负方向的速度。 答案：A 能力提升练 8．有一个弹簧振子，振幅为0.8 cm，周期为0.5 s，初始时具有负方向的最大加速度，则它振动的函数表达式是(　　) A．x＝8×10－3sin(4πt＋)m B．x＝8×10－3sin(4πt－)m C．x＝8×10－1sin(πt＋π)m D．x＝8×10－1sin()m t＋ 解析：A＝0.8×10－2 m，T＝0.5 s，ω＝)m。，则x＝8×10－3sin(4πt＋＝4π rad/s，初始时具有负方向的最大加速度，即初相位φ＝ 答案：A 9．某弹簧振子的振动图像如图所示。根据图像判断，下列说法正确的是(　　) A．第1 s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B．第2 s末振子相对于平衡位置的位移为－20 cm C．第2 s末和第3 s末振子相对于平衡位置的位移不相同，但瞬时速度方向相反 D．第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反 解析：第1 s内振子相对于平衡位置的位移为正方向，速度方向也为正方向，A错误；第