第2章 第1节 简谐运动-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课件（鲁科版2019）

物理 选择性必修 第一册 LK 1 1 第1节 简谐运动 刷基础 2 1.[福建福清2023高二下期末] 下列说法正确的是( ) A A.做简谐运动的物体每次经过平衡位置时，加速度不一定为零 B.机械振动的位移是以计时起点所在位置为起点的位移 C.机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移 题型1 对机械振动、简谐运动的理解 3 解析 做简谐运动的物体每次经过平衡位置时，加速度不一定为零，故A正确；机械振动的位移 是指以平衡位置为起点的位移，故B错误；机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移不一定 大，故C错误；机械振动的位移是以平衡位置为起点指向物体所在位置的有向线段，物体偏离平 衡位置最远时位移最大，故D错误. 题型1 对机械振动、简谐运动的理解 4 2.关于简谐运动的回复力 的含义，下列说法正确的是( ) B A.是弹簧的劲度系数， 是弹簧的长度 B.是回复力跟位移的比值， 是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移 C.根据，可以认为与 成正比 D.表达式中的“-”号表示 始终阻碍物体的运动 题型2 简谐运动的回复力 5 解析 回复力是所有简谐运动都必须满足的关系式，其中是回复力， 是做简谐运动的 物体离开平衡位置的位移，是比例系数，与无关，“-”号表示 的方向与物体偏离平衡位置的 位移方向相反，有时使物体加速，有时阻碍物体的运动，故B正确. 题型2 简谐运动的回复力 6 【注意说明】回复力一定等于物体在振动方向上的合力或分力，根据 以及位移的周期性 可知，回复力一定是大小和方向都在改变的力. 题型2 简谐运动的回复力 7 3.[山东烟台2023高二上诊断] 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在倾角为 的光滑斜面底部， 弹簧上端拴接一质量为的物块.现将另一质量为的物块轻轻放在 的右侧，直至系统达到 平衡状态.某时刻突然将物块取走，则物块 立即沿斜面向上运动，且在以后的运动中斜面始终 处于静止状态.已知弹簧的劲度系数为且弹簧始终在弹性限度内，当地的重力加速度为 ，空气 阻力忽略不计. 题型3 简谐运动的判断 8 （1）求物块 在运动过程中的最大加速度大小； [答案] 解析 在系统达到平衡状态时，对、整体受力分析，有 ， 突然将物块取走的瞬间，弹簧弹力来不及改变，则此时物块 的加速度最大，有 ， 解得 . 题型3 简谐运动的判断 9 （2）选物块的平衡位置为坐标原点，以沿斜面向上为正方向建立坐标轴，用表示物块 相对 平衡位置的位移，试证明物块 做简谐运动； [答案] 见解析 解析 设物块在平衡位置时弹簧的压缩量为 ， 则有 ， 设平衡位置为原点，沿斜面向上为正方向，物块 经过平衡位置下方的某一位置时，相对平衡位 置的位移为 ， 则 ， 由以上两式得 ， 则物块 做简谐运动. 题型3 简谐运动的判断 10 （3）求弹簧的最大伸长量. [答案] 解析 将物块移开后，物块 做简谐运动过程中，位于平衡位置时弹簧的压缩量 ， 所以物块振动的振幅 ， 联立解得 ， 弹簧的最大伸长量 . 题型3 简谐运动的判断 11 【方法总结】简谐运动的判断方法 判断一个物体是否做简谐运动，可找出回复力与位移之间的关系，若满足 ，则物体做 简谐运动. 具体的步骤如下： （1）物体静止时的位置是平衡位置，一般规定位移的方向为正方向； （2）在振动过程中任选一位置，对物体进行受力分析； （3）将力沿振动方向进行分解，求出振动方向上的合力； （4）判断振动方向上的合力与位移的关系是否满足 . 题型3 简谐运动的判断 12 4.[广东梅州2024高二上检测] 如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( ) D A.若位移为负值，则加速度一定为负值 B.小球通过平衡位置时，速度为零，位移最大 C.小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同 D.小球每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 13 解析 弹簧振子做简谐运动，则小球受到的力指向平衡位置，小球的位移为负值时，受到的力为 正值，小球的加速度为正值，A错误；小球通过平衡位置时，位移为零，速度最大，B错误；小球 每次通过平衡位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向不一定相同，C错误，D正确. 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 14 5.[江苏南通2024高二上期中] 如图所示，与地面夹角为 的光滑斜面顶端固定一垂直斜面的挡 板，劲度系数为的轻弹簧一端固定一个质量为 的小物体，另一端固定在挡板上.物体在平行斜 面方向上的、两点间做简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长,重力加速度为 . 则物体在向下振动过程中( ) B A.物体的动能不断增大 B.物体在点时受的弹力大小为 C.物体在、 两点的加速度相同 D.平衡位置处，弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最大 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 15 解析 物体运动到平衡位置时，动能最大，运动到位置B时，速度为0，动能为0，所以物体在向 下振动过程中，物体的动能先增大后减小，故A错误；由题意可知，物体在最高点A时，有 ，在最低点B时，设弹簧弹力大小为，受力分析可得 ，联立可 得 ，故B正确；物体在A、B两点的加速度等大反向，故C错误；平衡位置处物体的 动能最大，根据能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最小，故D错误. 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 16 $$