2.1 简谐运动（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第一册物理（人教版2019）

第二章　机械振动 2．1　简谐运动 [见学生用书P25] 滑板运动是时下流行的一种运动，它不但能训练我们的运动技能、平衡技能，还能提高身体素质，因此滑板运动深受青少年喜爱。如图所示，是某同学踩着滑板在碗形滑道的内壁来回滑行。请问他和滑板的这种运动可以看成振动吗？如果可以，请指出它的平衡位置在哪里？ 【答案】 可以看成振动，平衡位置在碗形滑道最低点。在平衡位置附近的往复运动即为振动，某同学在碗形滑道的内壁来回滑行，以碗形滑道的最低点为平衡位置，他和滑板的这种运动属于振动。 1．下列关于机械振动的说法正确的是(　D　) A．往复运动就是机械振动 B．机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用 C．地震不是机械振动 D．树枝在微风中的摇摆是机械振动 【解析】 只有在平衡位置附近做往复运动的物体才叫振动，A、B、C错误，D正确。 2．简谐运动属于下列哪种运动(　C　) A．匀速运动 B．匀变速运动 C．非匀变速运动 D．无规律运动 【解析】 简谐运动的速度是变化的，不可能是匀速直线运动，A错误；简谐运动的加速度随时间做周期性变化，所以物体做非匀变速运动，B错误，C正确；简谐运动的加速度随时间做周期性变化，速度和位移同样也做周期性的变化，D错误。 3．下列关于简谐运动的说法正确的是(　A　) A．弹簧振子的运动是简谐运动 B．简谐运动就是指弹簧振子的运动 C．简谐运动是匀变速直线运动 D．简谐运动是机械运动中最基本最简单的一种 【解析】 弹簧振子的运动是种周期性的往返运动，属于简谐运动，A正确；简谐运动并不只是弹簧振子的运动，B错误；简谐运动的加速度随物体位置的变化而变化，不是匀变速直线运动，C错误；匀速直线运动是机械运动中最简单、最基本的运动，D错误。 4．弹簧振子做简谐运动，若某一过程中振子的加速度在增加，则此过程中，振子的(　A　) A．速度一定在减小 B．位移一定在减小 C．速度与位移方向相反 D．加速度与速度方向相同 【解析】 简谐运动中，振子的加速度增大时，位移增大，振子从平衡位置向最大位移处运动，所以速度逐渐减小，A正确，B错误；振子从平衡位置向最大位移处运动，速度与位移方向相同，C错误；振子的速度在减小，做减速运动，则运动的加速度方向一定与速度方向相反，D错误。 5．水平放置的弹簧振子在做简谐运动时(　D　) A．加速度方向总是跟速度方向相同 B．加速度方向总是跟速度方向相反 C．振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相反 D．振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相同 【解析】 弹簧振子在做简谐运动时，加速度方向总是指向平衡位置，则当振子离开平衡位置时，加速度方向与速度方向相反，当振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相同，A、B、C错误，D正确。 6．下列关于简谐运动的说法正确的是(　D　) A．简谐运动一定是水平方向的运动 B．所有的振动都可以看作是简谐运动 C．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线 D．只要振动图像是正弦曲线，物体一定做简谐运动 【解析】 简谐运动可以是水平方向的运动，也可以是竖直方向的运动，A错误；物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的振动才是简谐运动，B错误；物体做简谐运动时，位移随着时间按照正弦规律变化，轨迹是直线，C错误；只要振动图像(x－t)是正弦曲线，物体一定做简谐运动，D正确。 7．弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3 s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2 s，振子第二次经过P点，则该振子第三次经过P点时所需的时间为(　D　) A．1.6 s B．1.1 s C．0.8 s D．0.33 s 【解析】 若从O点开始向右，振子按下面路线振动，如图，则振子的振动周期为T1＝4×s＝1.6 s，该振子再经过时间Δt1＝T－0.2 s＝1.4 s，第三次经过P点；若振子从O点开始向左振动，如图，设从P到O的时间为t，则×0.2＋t＝，解得t＝ s，周期T＝4× s＝ s，则该振子再经过时间Δt2＝T－0.2 s≈0.33 s，第三次经过P点，D正确。 8．一质点做简谐运动的图像如图所示，分析在0.2 s～0.3 s这段时间内质点的运动情况(包括向哪个方向运动，速率、加速度如何变化等)。 第8题图 【答案】 在0.2 s～0.3 s这段时间内，质点从负的最大位移处沿正方向向平衡位置运动，位移减小，速率增大，加速度减小 【解析】 由题图可知，0.2 s～0.3 s这段时间内质点从负的最大位移处沿正方向向平衡位置运动，位移减小，速率增大，由a＝－知，加速度减小。 9．如图所示为一弹簧振子的振动图像，如果振子的质量为0.2 kg，求： 第9题图 (1)从计时开始经过多长时间位移第一次达到最大； (2)从第2 s末到第3 s末这段时间内弹簧振子的加速