第2章 3 简谐运动的回复力和能量-2021-2022学年高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版(课时作业)

[课下作业] [基础训练] 1．对水平弹簧振子，下列说法正确的是 A．每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 B．通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C．每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同 D．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 解析　弹簧振子的运动具有重复性，经过任意位置(除最大位移处)速度有来回两个相反的方向，所以经过同一位置速度不一定相同，但加速度一定相同，故A正确；振子每次通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误；振子每次通过平衡位置时，加速度为零，故相同；但速度有两个相反的方向，不一定相同，故C错误；若位移为负值，则速度可正可负还可以为零，故D错误。 答案　A 2．(多选)关于简谐运动，以下说法正确的是 A．回复力总指向平衡位置 B．加速度、速度方向永远一致 C．在平衡位置加速度、速度均达到最大值 D．在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零 解析　回复力是把物体拉回到平衡位置的力，选项A正确；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能背向平衡位置，选项B错误；平衡位置位移为零，据a＝－知加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，选项C错误，D正确。 答案　AD 3．(多选)某质点做简谐运动的图像如图2­3­13所示，以下说法正确的是 图2­3­13 A．t1、t2时刻的速度相同 B．从t1到t2这段时间内，速度与加速度同向 C．从t2到t3这段时间内，速度变大，加速度变小 D．t1和t3时刻的加速度相同 解析　t1时刻振子速度最大，t2时刻振子的速度为零，故A不正确；t1到t2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度背离平衡位置，而加速度指向平衡位置，所以二者方向相反，故B不正确；在t2到t3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而加速度在减小，故C正确；t1和t3时刻振子在平衡位置，故加速度均为零，选项D正确。 答案　CD 4．(多选)关于做简谐运动的质点，下列说法中正确的是 A．在某一时刻，它的速度方向与回复力的方向相同，与位移的方向相反 B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同 C．在某一段时间内，它的回复力增大，势能也增大 D．在某一段时间内，它的位移减小，动能也减小 解析　回复力与位移方向总是相反，即加速度与位移方向总是相反，在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，则有它的速度与位移的方向相反，故A正确，B错误；做简谐运动的弹簧振子，某一段时间内，它的回复力增大，离开平衡位置，它的势能增大，故C正确；做简谐运动的弹簧振子，某一段时间内，向平衡位置靠近，它的位移减小，回复力减小，而速度增大，动能增大，故D错误。 答案　AC 5．(多选)当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的是 A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等，弹性势能相同 B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功 C．振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供 D．振子在运动过程中，系统的机械能守恒 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于平衡位置对称的两点，这时弹簧长度不等，A错；振子由最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧对振子施加的力指向平衡位置，应做正功，B错；振子运动中的回复力由弹簧振子所受合力提供且运动中机械能守恒，故C、D对。 答案　CD 6．(2021·海南中学高二期中)如图2­3­14甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动，A、B分居O点的左右两侧的对称点。取水平向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是 图2­3­14 A．t＝0.6 s时，振子在O点右侧6 cm处 B．振子t＝0.2 s和t＝1.0 s时的速度相同 C．t＝1.2 s时，振子的加速度大小为 m/s2，方向水平向右 D．t＝1.0 s到t＝1.4 s的时间内，振子的加速度和速度都逐渐增大 解析　由图可知，该振动的振幅为12 cm＝0.12 m，周期为1.6 s，所以ω＝ m/s2，此时加速度方向向右，C正确；t＝1.0 s到t＝1.2 s的时间内振子向最大位移处运动，速度减小，加速度增大，t＝1.2 s到t＝1.4 s时间内振子从最大位移向平衡位置运动，则速度增大，加速度减小，D错误。2＝ cm，A错误；由振动图像可知，振子t＝0.2 s振子从平衡位置向右运动，t＝1.0 s时振子从平衡位置向左运动，速度方向不同，B错误；t＝1.2 s时，振子到达A处，振子的加速度大小a＝Aω2sin ωt＝0.12×＝1.25πrad/s结合振动图像可知，该振动方程为x＝0.12sin (1.25πt) m，在t＝0.6 s时，振子的位移x1＝0.