2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第1章 1.2 探究物体做简谐运动的原因 （3份打包）

学业分层测评 第1章 1.2 探究物体做简谐运动的原因 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1.简谐运动的特点是(　　) A.回复力跟位移成正比且反向 B.速度跟位移成反比且反向 C.加速度跟位移成正比且反向 D.振幅跟位移成正比 E.振幅跟位移无关 【解析】　由F＝－kx，a＝，可知A、C选项正确.当位移增大时，速度减小，但位移的方向与速度方向可能相同，也可能相反，故B选项不正确.振幅与位移无关，D不正确，E选项正确.＝－ 【答案】　ACE 2.关于做简谐运动物体的平衡位置，下列叙述正确的是(　　) A.是回复力为零的位置 B.是回复力产生的加速度改变方向的位置 C.是速度为零的位置 D.是回复力产生的加速度为零的位置 E.是势能最大的位置 【解析】　平衡位置处，x＝0，则回复力F＝0，回复力产生的加速度为零，且此处速度最大势能最小，A、D正确，C、E错误.在平衡位置两边位移方向相反，回复力方向相反，对应加速度方向相反，B正确. 【答案】　ABD 3.关于简谐运动，以下说法正确的是(　　) A.回复力可能是物体受到的合外力 B.回复力是根据力的作用效果命名的 C.振动中位移的方向是不变的 D.物体振动到平衡位置时所受合外力一定等于零 E.振动中振幅是不变的 【解析】　回复力可以是某个力，可以是某个力的分力，也可以是几个力的合力，A正确；回复力可以由重力、弹力、摩擦力等各种不同性质的力提供，其效果是使物体回到平衡位置，B正确；位移是从平衡位置指向物体所在位置，其方向是不同的，做简谐运动的物体振幅是不变的，C错误，E正确；物体振动到平衡位置时，所受回复力为零，但合外力不一定为零，D错误. 【答案】　ABE 4.如图1­2­8所示是某一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是 (　　) 【导学号：38910004】 图1­2­8 A.在第1 s内，质点速度逐渐增大 B.在第2 s内，质点速度逐渐增大 C.在第3 s内，动能转化为势能 D.在第4 s内，动能转化为势能 E.在第4 s内，加速度逐渐减小 【解析】　质点在第1 s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，所以选项A错误；在第2 s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，所以选项B正确；在第3 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，所以选项C正确；在第4 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动加速度减小，速度增大，势能转化为动能，所以选项D错误，E正确. 【答案】　BCE 5.如图1­2­9所示，物体m系在两弹簧之间，弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1＝k，k2＝2k，两弹簧均处于自然状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动，O为平衡位置(不计阻力)，则m做________运动，OC________OB(选填“>”“<”或“＝”)，回复力F＝________. 图1­2­9 【解析】　设m在平衡位置O处，两弹簧均处于原长状态，则m振动后任取一位置A.设在A处m的位移大小为x，则在A处m所受水平方向的合力大小F＝k2x＋k1x＝(k2＋k1)x，考虑到F与x的方向关系有：F＝－(k2＋k1)x＝－3kx，可见m做的简谐运动，由简谐运动的对称性可得OC＝OB. 【答案】　简谐　＝　－3kx 6.如图1­2­10所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动，且AB＝20 cm，振子由A到B的时间为0.1 s.若使振子在AB＝10 cm间振动，则振子由A到B的时间为________. 图1­2­10 【解析】　由于周期不变，仍为0.2 s，A到B仍用时0.1 s. 【答案】　0.1 s 7.如图1­2­11所示，一弹簧振子在光滑水平面A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M. 图1­2­11 (1)简谐运动的能量取决于________，本题中物体振动时________能和________能相互转化，总________能守恒. (2)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到振子的上面，且它们无相对运动而一起运动，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.最大动能减少 E.振动系统的总能量不变 【解析】　(1)简谐运动的能量取决于振幅，本题中物体振动时动能和弹性势能相互转化，总机械能守恒. (2)振子运动到B点时速度恰为零，此时放上质量为m的物体，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，由于简谐运动中机械能守恒，所以振幅保持不变，因此A正确，B错误.由于机械能守恒，最大动能不变，所以C、E正确，D错误. 【答案】　(1)振幅　动　弹性势　机械　(2)ACE [能力提升] 8.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板.一段时间内货物在