2.3 简谐运动的回复力和能量（分层作业 ）-【上好课】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

第3节 简谐运动的回复力和能量 一、简谐运动的回复力 1.（多选）如图所示，物体系在两弹簧之间，弹簧的劲度系数分别为 和 ，且 ，两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体，然后释放，物体在 间振动， 为平衡位置（不计阻力）。设向右为正方向，物体相对 点的位移为 ，则下列判断正确的是( ) A.物体做简谐运动， B.物体做简谐运动， C.物体所受合力 D.物体所受合力 2.一根劲度系数为 的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为 的物体，让其上下振动，振幅为 ，当物体运动到最高点时，其回复力大小为( ) A. B. C. D. 3.如图所示， 两物体组成弹簧振子，在振动过程中， 始终保持相对静止。图中能正确反映振动过程中 所受摩擦力 与振子的位移 关系的图像应为( ) A. B.C.D. 二、简谐运动的能量 4.如图所示为一弹簧振子的振动图像，在 各时刻中： （1）哪些时刻振子有最大动能？ （2）哪些时刻振子有相同速度？ （3）哪些时刻振子有最大势能？ （4）哪些时刻振子有相同的最大加速度？ 5.（多选）把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置 在 间振动，如图所示，下列结论正确的是( ) A.小球在 位置时，动能最大，加速度最小 B.小球在 位置时，动能最小，加速度最大 C.小球从 经 到 的过程中，回复力一直做正功 D.小球从 到 的过程中，动能增大，势能减小，总能量不变 6.（多选）弹簧振子做简谐运动，其位移 与时间 的关系如图所示，则( ) A.在 时，速度最大，方向为负，加速度为零 B.在 时，速度最大，方向为负，加速度为零 C.在 时，速度最大，方向为正，加速度最大 D.在 时，速度最大，方向为正，加速度为零 7.如图甲所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图像,则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图像正确的是(　　) 8.如图所示,两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量大于乙的质量。当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中(　　) A.甲的振幅大于乙的振幅 B.甲的振幅小于乙的振幅 C.甲的最大速度小于乙的最大速度 D.甲的最大速度大于乙的最大速度 9.(多选)右图为某一质点的振动图像,由图可知,在t1和t2两时刻|x1|>|x2|,质点速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为(　　) A.v1<v2,方向相同 B.v1<v2,方向相反 C.a1>a2,方向相同 D.a1>a2,方向相反 10.如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像,则下列说法正确的是(　　) A.任意时刻,甲振子的位移都比乙振子的位移大 B.t=0时,甲、乙两振子的振动方向相反 C.前2 s内,甲、乙两振子的加速度均为正值 D.第2 s末,甲的加速度达到其最大值,乙的速度达到其最大值 11.甲、乙两弹簧振子的弹簧的劲度系数相等，且均沿水平方向振动，其振动图像如图所示，则它们振动的机械能大小关系是 （填“ ”“ ”或“ ”） ；振动频率的大小关系是 甲 （填“ ”“ ”或“ ”） ；在 内，甲的加速度为正向最大的时刻是 ，乙的加速度为正向最大的时刻是 。 12.一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图所示。 （1）求 时的位移； （2）在 到 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？ （3）在 到 时间内，质点的路程、位移各多大？ 13.如图所示，一弹簧振子在 间做简谐运动，平衡位置为 ，已知振子的质量为 。 （1）简谐运动的能量取决于 ，振子振动时动能和 能相互转化，总机械能 。 （2）关于振子的振动，下列说法中正确的是( ) A.振子在平衡位置，动能最大，势能最小 B.振子在最大位移处，势能最大，动能最小 C.振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小 D.在任意时刻，动能与势能之和保持不变 （3）若振子运动到 处时将一质量为 的物体放到振子的上面，且物体和振子无相对滑动而一起运动，下列说法正确的是( ) A.振幅不变B.振幅减小 C.最大动能不变D.最大动能减小 14.（2021·广东卷）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）。 15.（2021·河北卷）如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点