2019-2020学年人教版选修3-4 11.3 简谐运动的回复力和能量 作业
2019-2020学年人教版选修3-4 11.3 简谐运动的回复力和能量 作业第3页

  1.D [该题考查的是回复力、加速度、速度随位移的变化关系,应根据牛顿第二定律进行分析.当振子向平衡位置运动时,位移逐渐减小,而回复力与位移成正比,故回复力也减小.由牛顿第二定律a=F/m得加速度也减小.物体向着平衡位置运动时,回复力与速度方向一致,故物体的速度逐渐增大,正确答案选D.]

  点评 分析回复力变化时,应始终抓住F=-kx这一关系.若判断速度的变化,应找出加速度与速度方向的关系.

  2.A [本题主要考查回复力的及性质.一定要明确,回复力不是做简谐运动物体受到的具体的力,它是由物体受到的具体的力所提供.在此题中弹簧的弹力充当回复力,因此只有选项A正确.]

  3.AC [当振子运动到B处时,M的动能为零,放上m,系统的总能量为弹簧所储存的弹性势能Ep,由于简谐运动过程中系统的机械能守恒,即振幅不变,故A正确.当M和m运动至平衡位置O时,M和m的动能和即为系统的总能量,此时动能最大,故最大动能不变,C正确.]

  4.AC [由弹簧、物块A所构成的系统在简谐运动中机械能守恒,且动能、重力势能、弹性势能不断相互转化.在平衡位置O处动能最大,在最大位移处势能最大.做简谐运动的物体的能量跟振幅有关,振幅越大,机械能就越大,所以A正确;在简谐运动中,系统机械能守恒,但物块A的重力势能与动能总和不断变化,A的机械能不守恒,B是错误的;在简谐运动中,系统在最大位移处势能最大,在平衡位置动能最大,势能最小,所以选项C是正确的,而D是错误的.]

  5.D [若从最大位移处开始计时,当质点再次经过此位置时,经过的时间为一个周期,若从其他位置开始计时,则小于一个周期,故A错误;当速度再次与零时刻的速度相同时,有可能是过关于平衡位置对称的两个点,故B错误;当加速度再次与零时刻的加速度相同时,有可能是两次经过平衡位置一侧的某个点,故C错误;一个周期的路程为振幅的4倍.]

  6.B [

  

  由于振子从A→O的运动不是匀变速直线运动,A点加速度最大,O点加速度为零,v-t图象如图所示,故>,即A、C选项都不对;由F回=-kx知,A→O位移大小为,据平均速度定义==,故B对.]

  7.C [A、B一起做简谐运动,对A、B组成的系统而言,回复力是弹簧的弹力,而对于A而言,回复力则是B对A的静摩擦力.当物体离开平衡位置的位移为x时,利用整体法和牛顿第二定律求出整体的加速度,再利用隔离法求A受到的静摩擦力(即A需要的回复力).

  对A、B组成的系统,由牛顿第二定律得F=(M+m)a.

  又F=-kx,则a=-.

  对A由牛顿第二定律得Ff=ma=-kx.

  由以上分析可知:做简谐运动的物体A所受的静摩擦力提供回复力,其比例系数为k′=k.]

  8.AB [平台在竖直方向做简谐运动,放在平台上的物体也在竖直方向上随平台一起做简谐运动,物体做简谐运动的回复力由它所受的重力mg和平台对它的支持力FN的合力提供,物体在最高点时,回复力和加速度均向下且最大,由牛顿第二定律得mg-FN=mamax.

  所以,在最高点时,平台对物体的支持力最小,由牛顿第三定律知,物体对平台的压力也最小.在最低点时,回复力和加速度均向上且最大,由牛顿第二定律得FN-mg=mamax

所以,在最低点时,平台对物体的支持力最大,由牛顿第三定律知,物体对平台的压