(教参)高效作业13 [3 简谐运动的回复力和能量]-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

高效作业13 [3　简谐运动的回复力和能量](见学生用书P107) [A级　新教材落实与巩固] 1． 关于简谐运动，下列说法正确的是(　B　) A．做简谐运动的质点可能受到指向平衡位置的恒力作用 B．简谐运动系统的能量一定守恒 C．简谐运动一定是沿正弦曲线的运动 D．做简谐运动的质点的位移为运动初位置指向末位置的有向线段 解析：做简谐运动的质点始终受到指向平衡位置的回复力的作用，回复力周期性变化，与它偏离平衡位置位移的大小成正比，即F＝－kx，在恒力作用下，质点不可能做简谐运动，A错误；简谐运动是理想化物理模型，振动过程中没有能量损耗，故振动系统的能量守恒，B正确；简谐运动是质点在平衡位置附近的往复运动，其位移与时间的关系遵从正弦函数的规律， 即它的振动图像(xt图像)是一条正弦曲线，但是质点不是沿正弦曲线运动的，C错误；做简谐运动质点的位移是质点偏离平衡位置的位移，为平衡位置指向运动位置的有向线段，D错误。 2． 当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法中正确的是(　D　) A．在振子振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等 B．在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．在振子运动过程中，回复力由弹簧的弹力提供 D．在振子运动过程中，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，这时弹簧长度明显不相等，故A错误；在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，做正功，故B错误；在振子运动过程中，回复力由弹簧振子所受合力提供，且机械能守恒，故C错误，D正确。 3． 下列关于简谐运动回复力的说法正确的是(　A　) A．回复力是使物体回到平衡位置的力 B．回复力可以是恒力 C．回复力的方向总是跟物体离开平衡位置的位移方向相同 D．回复力的方向总是跟物体的速度方向相反 解析：回复力是做简谐运动的物体受到的指向平衡位置的力，由F＝－kx可知，回复力是变力，故A正确，B错误；回复力的方向总是指向平衡位置，跟物体离开平衡位置的位移方向相反，可能跟物体的速度方向相反，也可能跟物体的速度方向相同，故C、D错误。 4． 如图所示，A、B 两物体组成弹簧振子，在振动过程中 A、B 始终保持相对静止，图中能正确反映振动过程中 A 所受的摩擦力 Ff 与振子的位移 x 关系的图线是(　C　) 　　　　　　 解析：设弹簧的劲度系数为k，振子距平衡位置的位移为x时系统的加速度为a，由牛顿第二定律有kx＝－(mA＋mB)a，所以当位移为x时，整体的加速度a＝－ 。对A隔离分析，则摩擦力Ff＝mAa＝－kx，故C正确。 5． 如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在A、B两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是(　D　) 　 A．在t＝0.2 s时，振子位于A点 B．在t＝0.4 s时，振子有最大的加速度 C．在t＝0.1 s与t＝0.3 s时，振子的速度相同 D．在t＝0至t＝0.2 s内，振子做减速运动 解析：在t＝0.2 s时，振子位于正向最大位移处，即B点处，故A错误；在t＝0.4 s时，振子位于平衡位置，加速度为0，故B错误；在t＝0.1 s与t＝0.3 s时，振子速度大小相同，但方向相反，故C错误；在t＝0至t＝0.2 s内，振子位移增大，做减速运动，故D正确。 6． 做简谐运动物体的振动图像如图所示。由图可知(　D　) A．0～0.5 s时间内，物体的加速度从0变为正向最大 B．0.5～1.0 s时间内，物体所受回复力从0变为正向最大 C．1.0～1.5 s时间内，物体的速度从0变为正向最大 D．1.5～2.0 s时间内，物体的动量从0变为正向最大 解析：0～0.5 s时间内，物体的位移x从0变为正向最大，根据牛顿第二定律可得a＝－，加速度从0变为负向最大，故A错误；0.5～1.0 s时间内，物体所受回复力从负向最大变为0，故B错误；1.0～1.5 s时间内，物体的速度从负向最大变为0，故C错误；1.5～2.0 s时间内，物体的速度从0变为正向最大，根据p＝mv可知物体的动量从0变为正向最大，故D正确。 7． 如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是(　A　) A．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力 D．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 解析：物块A受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力和支持力二力平衡，摩擦力提供A做简谐运动所需的回复力，由F＝－kx知，随时间变化，摩擦力大小和方向都变化，故A正确。