2.2 简谐振动的回复力和能量-课时作业8 -2021-2022学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册

10B   物理选修   第二章   机械振动                作业8

第二节 简谐振动的回复力和能量

班级________姓名________学号________日期________

一、单项选择题（只有一个选项正确）

1. ★机械振动中，下列各组物理量中其方向始终相反的是

（A）回复力与速度 （B）位移与速度

（C）加速度与位移 （D）速度与加速度

2. ★做简谐运动的弹簧振子，其加速度a随位移x变化的规律应是（　　）

（A）（B）（C）（D）

3. ★★在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，下列说法正确的是（　　）

（A）乘客做简谐运动的回复力是由车对人的支持力提供的

（B）乘客向地心运动时速度增大、加速度增大

（C）乘客只有在地心处才处于完全失重状态

（D）乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比（必修二作业15第8题）

4. ★★如图甲所示，一弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法正确的是（　　）

（A）在时，弹簧振子的加速度最小

（B）在和时，弹簧振子的速度相同

（C）0~2s内，弹簧振子通过的路程为100cm

（D）在和时，弹簧振子都具有最大的弹性势能

5. ★★★如图所示是某一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　）

（A）质点振动的周期为

（B）末质点受到的回复力改变方向

（C）时与时质点速度相同

（D）质点振动方程为

6. ★★★★如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

（A）小球的振幅为

（B）小球的最大加速度为

（C）小球的最大动能为

（D）在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变

二、多项选择题（两个及以上的选项正确）

7. ★★如图甲所示，一弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法正确的是（　　）

（A）在t=0.2s时，弹簧振子的加速度最小

（B）在t=0.1s和t=0.3s时，弹簧振子的速度大小相等

（C）在t=0.2s和t=0.6s时，弹簧振子都具有最大的弹性势能

（D）0～2s内，弹簧振子通过的路程为100cm

8. ★★★如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在B、C两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为k=10N/m，振子的质量为0.5kg，白纸移动速度为2m/s，弹簧弹性势能的表达式，不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是（　　）

（A）该弹簧振子的周期为2s

（B）该弹簧振子的最大加速度为10m/s2

（C）该弹簧振子的最大速度为2m/s

（D）弹簧振子组成的系统机械能守恒

 

三、填空题

9. ★回复力

（1）定义：使物体在___________附近做往复运动的力。

（2）方向：弹簧振子的回复力总是___________平衡位置。

（3）来源：属于___________力，可以是某一个力，也可以是几个力的___________或某个力的 ___________。

10. ★如图所示的弹簧振子，O为平衡位置，B、C为最大位移位置，以向右的方向为正方向，则振子从B运动到O的过程中，位移方向为________，大小逐渐________；回复力方向为________，大小逐渐________；振子速度方向为________，大小逐渐________；动能逐渐________；势能逐渐________。（均选填“正”“负”“增大”或“减小”）
11. ★简谐运动能量特征：振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互___________，弹簧振子系统的机械能___________。
12. ★★★一个水平弹簧振子的固有频率是3Hz，要使它在振动中产生的最大加速度能达到5m/s2，它振动的振幅A=_____cm。（需要用到弹簧振子周期公式，结合牛二，巧解）