第二章 第三节 简谐运动的回复力和能量-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第一册经纶学典【学霸题中题】(人教版)

参考答案与解析 1s故C错误;振动的周期与振幅的大小无关,在P位置给振子m任意一个:4.AB解析:由简谐运动的对称性可知,物体在0.2s时刻与0.4s时刻速度相 向左向右的初速度,只要位移不超过20cm,总是经,T=0.5s到达最大位 同,A正确;物体在0.6s时刻与0.4s时刻速度大小相等,方向相反,但动能 相同,B正确;0.7~0.9s时间内,物体远离平衡位置,位移增大,加速度增 置处,同时速度降为0.故D正确故选D 大,C错误;0.9~1.1s时间内动能增大,势能减小,D错误 第三节简谐运动的回复力和能量 B应用提优 B解析:小球以O点为平衡位置做简谐运动,在O点时弹力F=mg,从O A四基巩固 点向上运动时弹力先减小后反向增大,综上所述选项B正确 1.BC解析:k是回复力与位移的比例系数,x是做简谐运动的物体离开平衡 位置的位移故A错误,B正确;对于弹簧振子系统,k是劲度系数,它表2.C解析:=时,货物加速度方向向下,处于失重状态货物对车厢底板的 了弹簧的性质故C正确;对于确定的简谐运动,k为定值,与回复力F无压力最小,A错误;t=时,货物加速度为零,货物对车厢底板的压力等于 关故D错误 2.AD解析:回复力是根据作用效果命名的力,不是做简谐运动的物体受到 的具体的力,它是由物体受到的具体的力所提供的,在题图情景中弹簧的弹 重力大小,B错误:=4时,货物加速度方向向上且最大,处于超重状态,此 力充当回复力,故A正确,B错误;回复力与位移的大小成正比,由A向O 时货物对车厢底板的压力最大,C正确,D错误. 运动过程中位移的大小在减小,故此过程中回复力逐渐减小,C错误;回复3.AB解析:A和B一起在光滑水平面上做往复运动,和弹簧组成的系统不 力总是指向平衡位置,故D正确 存在能量损失,系统能量守恒,回复力即弹力与相对位移成正比,选项A 3.C解析:加速度与位移关系为a 对,A也做简谐运动,所以A的回复力即摩擦力也和相对位移即弹簧的形变 而x=Asin(ot+φ),所以 量成正比,选项B对A和B都有位移,所以A对B的静摩擦力不可能不做 功,选项C错.A和B组成的系统机械能不守恒,因为有弹簧弹力做功,选项 2Asin(o+g),则可知加速度一时间图像为C项所示 D错. 4.C解析:由于两振子的振动周期不同,所以频率不同,故圆频率2/不4.AB解析:图示位置小球处于位移最大处,也就是小球加速度最大的位置 同,A错误;由振动图像读出两振子位移最大值之比x甲:x乙=2:1,根据简 谐运动的特征F=-kx,由于弹簧的劲度系数k可能不等,回复力最大值之比 则根据牛顿第二定律得最大加速度为:an=,故A正确;小球处于平衡位 F甲:F乙不一定等于2:1.故B错误;由题图知,甲在最大位移处时,乙在平 置时,电场力与弹簧的弹力平衡,弹簧伸长量为:x=,所以小球从静止开 衡位置,即振子甲速度为零时,振子乙速度最大,C正确;从图中可知T T乙=2:1,故f:fz=1:2,D错误 始向右运动距离为x ,小球到达平衡位置,速度最大,故B正确;因为 5.C解析:振子经过平衡位置时,速度最大,位移为零,所以经过平衡位置动 能最大,回复力为零,加速度为零,故A错误;在A、B位置时,速度为零,位电场力和弹力对小球做功,则小球的机械能不守恒,故C错误水平面是光 移最大,回复力最大,加速度最大,故B错误;由于回复力指向平衡位置,所滑的,在运动过程中,小球的电势能、动能和弹簧的弹性势能互相转化,根据 以振子从A经O到B的过程中,回复力先做正功,后做负功,故C正确;振能量守恒定律可以知道,三者总量保持不变故D错误故选AB 子的动能和弹簧的势能相互转化,且总量保持不变,即振动的能量保持不 解析:振子运动到C点时速度恰为0,此时放上小物块,系统的总能量即 变,故D错误. 为此时弹簧储存的弹性势能不变,故振幅不变,即A2=A;振子运动到平衡位 6.CD解析:振子在平衡位置两侧往复运动,速度相同的位置可能出现在关置时速度最大,弹簧的弹性势能为零,放上小物块后,系统的机械能减小,根 于平衡位置对称的两点,这时弹簧长度明显不等,A错误;振子由最低点向据能量守恒定律可得机械能转化为弹性势能总量减小,故弹簧的最大伸长 最高点运动过程中,弹力一定是先做正功,但过了平衡位置后,弹簧可能是(压缩)量减小,即振幅减小,所以A1<A,故A1<A2=A,B正确. 处于压缩状态下,弹力做负功,也可能一直处于拉伸状态下,弹力做正功,所6.BD解析:当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态,由kx= 以B错误;振子运动过程中的回复力由振子所受合力提供且运动过程中机 2 mosin6可知,平衡位置时弹簧的形变量为x 处于压缩状态; 械能守恒,故C、D正确 7.CD解析:在振动过程中,物块A和弹簧系