第二章 第一节 简谐运动-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)

物理·选择性必修第一册·RJ 同理,设第3次碰后共速为3,碰后小车B向左匀速运动的位移为s3, mg -m 则由动量守恒定律,得n3=3=39 所以:c=√gR=√gx0.④ C点相对于O点的高度 第3次碰后小车B向左匀速运动时间=3g h=2 Yasin30°+R+Ros30°= (4+3) 由此类推,第n次碰墙后小车B向左匀速运动时间t 第1次碰墙后小车B向左匀速运动时间即B从第一次撞墙后每次向左匀 物块从O到C的过程中机械能守恒,得:2m3=mgh+2m⑥ 速运动时间为首项为t1,末项为tn公比为的无穷等比数列 联立④⑤⑥得:tn=√(5+3)gx0,⑦ 设A与B碰撞后共同的速度为tn,碰撞前A的速度为n4,滑块从P到B 即B从第一次与墙壁碰撞后匀速运动的总时间:ts=1+2+1+…+1,= 的过程中机械能守恒得:2m+mng(3xin30)=2m,③ 所以,从第一次B与墙壁碰撞后运动的总时间=为22 A与B碰撞的过程中动量守恒,得:m4=2mn,⑨ 16.(1)AE=27J(2)Em=9J(3)0解析:(1)A、B发生完全非弹性碰撞 A与B碰撞结東后从B到O的过程中机械能守恒,得: 根据动量守恒定律有:m1tD=(m4+mn) 碰后A、B的共同速度nm+m2s3ms 由于A与B不粘连,到达O点时,滑块B开始受到弹簧的拉力,A与B 损失的机械能△E=-nmt-2(m+ma)n=27J (2)A、B、C系统所受合外力为零,动量守恒,机械能守恒,三者速度相同 联立⑦8⑨⑩解得:=2√(5+3)gx0 时,弹簧的弹性势能最大 第二章机械振动 根据动量守恒定律有:(m4+m)t1=(m1+mn+mc)v2 第一节简谐运动 三者共同速度2=m3+m+ A四基巩固 最大弹性势能 1(m+m2(m,+m+m)n=9J 1.D解析:物体做机械振动时存在某一平衡位置,且物体在这一位置两侧往 复运动,A、B、C选项中描述的运动均符合这一要求,D选项表针做圆周运 (3)三者第一次有共同速度时,弹簧处于伸长状态,A、B在前,C在后此后动,它并不是在某一位置两侧往复运动,故D选项不属于机械振动 C向左加速,A、B的加速度沿杆向右,直到弹簧恢复原长,故A、B继续向2.D解析:根据机械振动的定义可知,ABC均在某一平衡位置附近往复振 左减速,若能减速到零则再向右加速 动,故ABC均为机械振动;而D中的质点没有往复运动过程,不属于机械振 弹簧第一次恢复原长时,取向左为正方向,根据动量守恒定律有 动;故D不属于机械振动 (m, +mB),=(m,+mB)u,+mcva 3.BD解析:由于做简谐运动物体的位移随时间的变化规律为正弦规律,由 根据机械能守恒定律:1(m+mn)=(m+m)+m 此可得,该物体的速度、加速度的大小和方向都做周期性的变化,故A C错,B、D对 此时AB的速度B=m+m+。=-1ms,C的速度nm+mn+m 4.BC解析:由于A、A'关于平衡位置对称,所以物体在A、A'点时位移大小相 等,方向相反;速率一定相同,但速度方向可能相同也可能相反,加速度方向 一定相反 可知碰后A、B已由向左的共同速度n=3ms减小到零后反向加速到向5.D解析:若位移为负值,加速度一定为正值,而速度有两种可能的方向,所 右的1m′s,故B的最小速度为零 以速度不一定为正值,故A错误;质点通过平衡位置时,速度最大,加速度 17.(1)2√3gx0(2)mgx0(3)2√(5+3)g0解析:(1)A与B碰为零,故B错误质点每次通过同一位置时,位移相同,加速度一定相同,而 速度不一定相同,故C错误,D正确 撞前后,A球的速度分别是n和n2,因A球滑下过程中,机械能守恒,有:6.AC解析:O为平衡位置,B、C为两侧最远点,则从B起经O、C、O、B路程 mg(3x0)sin30°=mti 为振幅的4倍,即A说法对;若从O起始经B、O、C、B路程为振幅的5倍,超 过一次全振动,即B说法错;若从C起经O、B、O、C路程为振幅的4倍,即C 解得:1=√3gxn,① 说法对;因不考虑弹簧振孑的系统摩擦,所以振幅一定,D错. 又因A与B碰撞过程中,动量守恒,有:m1=2m2,② A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 联立①②得:t2= 0时,振子的位移为正的最大值,振动图像为余弦函数,A项正确 8.D解析:质点通过平衡位置时速度最大,由图知在t=0时刻,质点位于平 (2)碰后,A、B和弹簧组成的系统在运动过程中,机械能守恒 衡位置,速度为正,质点沿x正方向振动A图与结论不相符,选项A错误;B 则有:E1+·2m2=0+2mg:xsin30 图与结论不相符,选项B错误;C图与结论不相符,选项C错误;D图与结论 相符,选项D正确;故选 解得:En=2