人教版高中物理选修3-411.3简谐运动的回复力和能量 同步测试.docx
人教版高中物理选修3-4 11-3同步练习及解析.doc
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】(学生用书P10)基础强化1．弹簧振子做简谐运动时，当振子经过同一位置时不一定相等的物理量是()A．速度B．加速度C．动能D．回复力解析：当振子经过同一位置，就具有相同的位移，具有相同的回复力，相同的加速度，相同的势能，相同的动能，所以A选项符合题意．答案：A2．如右图所示为一弹簧振子的振动图象，由此可知()A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的回复力最大B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的回复力最小C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的回复力最小D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的回复力最大解析：由题图可知，t1时刻振子的位移最大，弹簧的弹性势能最大，振子的动能为零，故A选项错误；t2时刻振子在平衡位置，弹性势能最小，振子动能最大，振子所受回复力为零，故B选项正确；同理可知，C、D选项错误．答案：B3．关于振动平衡位置，下列说法正确的是()A．是回复力产生的加速度改变方向的位置B．是回复力为零的位置C．是速度最大的位置D．是加速度最大的位置解析：物体在平衡位置时，位移为零，回复力为零，回复力产生的加速度为零，平衡位置是加速度方向改变的位置，是速度最大的位置，故A、B、C选项正确．答案：ABC4．一个做简谐运动的物体，每次有相同的动能时，下列说法正确的是()A．具有相同的速度B．具有相同的势能C ．具有相同的回复力D ．具有相同的位移解析：注意矢量和标量的区别，只有B 选项正确． 答案：B5．如下图所示为某质点的振动图象，由图可知( ) A ．第3 s 末质点的位移是－5 cmB ．第2 s 末和第3 s 末，质点的动量方向相同C ．第2 s 内回复力做正功D ．第2 s 内的加速度在逐渐变大解析：从图象可以看出第3 s 末，位移是0，速度向－x 方向且最大，而第2 s 末v ＝0；第2 s 内，速度减小，回复力做负功，位移增加，a ＝－kxm.故正确答案为D.答案：D6．如右图所示是某弹簧振子的振动图象，下列说法中正确的是( ) A ．振幅是4 cm B ．周期是8 sC ．4 s 末振子的加速度为零，速度为负D ．第14 s 末振子的加速度为正，速度最大解析：由图象可直接读出振幅A ＝4 cm ，周期T ＝8 s ，所以A 选项正确，B 选项正确.4 s 末通过平衡位置，速度方向沿x 轴负向，故C 选项正确．由周期性可知，振子在14 s 末的运动情况与第6 s 末的运动情况相同，加速度最大，方向为正，但速度为零，故D 选项错误．答案：ABC能力提升7．如右图所示，竖直轻质弹簧下端固定在水平面上，上端连一质量为M 的物块A ，A 的上面放置一质量为M 的物块B ，系统可在竖直方向做简谐运动，则( )A ．当振动到最低点时，B 对A 的压力最大 B ．当B 振动到最高点时，B 对A 的压力最小C ．当向上振动经过平衡位置时，B 对A 的压力最大D ．当向下振动经过平衡位置时，B 对A 的压力最大解析：本题的关键是理解简谐运动的对称性．A 、B 一起做简谐运动，B 做简谐运动的回复力是由B 的重力和A 对B 的作用力的合力提供．做简谐运动的物体在最大位移处时有最大回复力，即具有最大的加速度，设最大a m ，在最高点和最低点加速度大小相等，最高点时加速度向下，最低点时加速度向上，由牛顿第二定律．对B 在最高点时有：mg －F 高＝ma m ，得F 高＝mg －ma m . 在最低点时有：F 低－mg ＝ma m ，得F 低＝mg ＋ma m . 经过平衡位置时，加速度为零，A 对B 的作用力F 平＝mg . 故此题A 、B 选项正确． 答案：AB8．一根劲度系数为k 的轻弹簧，上端固定，下端接一质量为m 的物体，让其上下振动，物体偏离平衡位置的最大位移为A ，当物体运动到最高点时，其回复力大小为( )A ．mg ＋kAB ．mg －kAC ．kAD ．kA －mg解析：在平衡位置时，回复力为零，有mg ＝kx 0.在下端最大位移位置时，回复力F ＝k (A ＋x 0)－mg ＝kA .由对称性可知在最高点时的回复力大小也为kA .故C 选项正确．答案：C9．做简谐运动的弹簧振子，其质量为m ，最大速度为v 0，若从某时刻算起，在半个周期内，合外力( )A ．做功一定为0B ．做功可能是0到12m v 02之间的某一个值C ．做功一定不为0D ．做功一定是12m v 02解析：经过半个周期后，振动的速度大小不变，由动能定理可知．A 选项正确． 答案：A10．做简谐运动的物体，其加速度a 随位移x 的变化规律应是下图中的哪一个( )解析：由F ＝－kx 及牛顿第二定律a ＝Fm 得a ＝－kx m .故B 选项正确．答案：B11．一质量为m ，一个底面积为S 的正方体木块放在水面上静止(平衡)．如下图所示，现用力向下将其压入水中一段深度后撤去外力(没有全部没入水中)木块在水平面上下振动，试判断木块的振动是否为简谐运动．解析：以木块为研究对象，设静止时木块浸入水中Δx 深，当木块被压入水中x 后所受力如右图所示．则F 回＝mg －F 浮(1) F 浮＝ρgS (Δx ＋x )(2)由(1)(2)式得F 回＝mg －ρgS (Δx ＋x )＝mg －ρgS Δx －ρgsS . ∵mg ＝ρgS Δx ∴F 回＝－ρgSx 令k ＝ρgS ，则F 回＝－kx 所以木块的振动为简谐运动． 答案：见解析12．在光滑水平面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k ，振子质量为M ，振动的最大速度为v 0，如右图所示，当振子在最大位移为A 的时刻把质量为m 的物体轻放其上，则：(1)要保持物体和振子一起振动起来，两者间的摩擦因数至少是多少？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(2)一起振动时，两者过平衡位置的速度多大？振幅又是多少？ 解析：放物体前最大回复力F ＝kA ， 振动的最大机械能为12M v 02.(1)放物体后，假定一起振动，则可能产生的最大加速度a ＝kAM ＋m，对物体m 来说，所需回复力是由M 提供的摩擦力，刚放时所需的摩擦力最大，最大静摩擦力为μmg当μmg ≥ma 时一起振动，所以μ≥a g ＝kA(M ＋m )g即摩擦因数μ至少为kA(M ＋m )g.(2)由于m 于最大位移处放在M 上，放上后没有改变振动系统的机械能，振动中机械能守恒，过平衡位置时，弹簧为原长弹性势能为零，有12(M ＋m )v 2＝12M v 02.解得v ＝v 0MM ＋m. 物体m 和振子M 在最大位移处动能为零，势能最大，这个势能与没放物体m 前相同，所以弹簧的最大形变是相同的，即振幅仍为A .答案：(1)kA(M ＋m )g(2)v 0MM ＋mA。
新课标人教版3-4选修三11.3《简谐运动的回复力和能量》同步试题2
新课标人教版3-4选修三11.3《简谐运动的回复力和能量》同步试题2简谐运动的回复力和能量同步测试1．一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（）A．正在向左做减速运动 B．正在向右做加速运动C．加速度正在减小 D．动能正在减小 2．做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，都具有相同的（）A．加速度 B．速度 C．位移D．动能3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大 C．振子的速率逐渐减小D．弹簧的弹性势能逐渐减小4．一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x与时间t的关系如图所示，由图可知（）[来源:][来源学科网Z.X.X.K][来源:Z_xx_]x/cm20?2A．质点振动的频率为4Hz B．质点振动的振幅为2cm C．在t=3s时刻，质点的速率最大 D．在t=4s时刻，质点所受的合力为零5．一质点做简谐运动时，其振动图象如图。
由图可知，在t1和t2时刻，质点运动的（）A．位移相同 B．回复力大小相同 C．速度相同 D．加速度相同6．弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为mx0?x012345t/sxt20t1t的木块，使两者一起振动，如图。
木块的回复力F是振子对木块的摩擦力，F也满足F??k?x，x是弹簧的伸长（或压缩）量，那么k?为（）k[来源学科网]mA．mMmM B． C． D． MM?mM?mmM7．一质点在水平方向上做简谐运动。
如图，是该质点在0?4s内的振动图象，下列叙述中正确的是（）A．再过1s，该质点的位移为正的最大值 B．再过2s，该质点的瞬时速度为零 C．再过3s，该质点的加速度方向竖直向上 D．再过4s，该质点加速度最大[来源:Z+xx+]x/cm04t/s参考答案：1.B 2.D 3.D 4.B C 5.B 6.B 7.A感谢您的阅读，祝您生活愉快。
高中物理选修3-4 第十一章 第3节 简谐运动的回复力和能量 同步测试
第十一章第三节简谐运动的回复力和能量同步测试一、单选题（共8题；共16分）1.对于弹簧振子的回复力与位移的关系图象，下列图象中正确的是()A. B.C. D.2.弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时，下列说法中正确的是()A. 周期增大为原来的2倍B. 周期减小为原来的C. 周期不变D. 以上说法都不正确3.周期为2s的简谐运动,在半分钟内通过的路程是60cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为()A. 15次,2cmB. 30次,1cmC. 15次,1cmD. 60次,2cm4.如图所示,图甲为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为该弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是()A. 在t=0.2s时,弹簧振子可能运动到B位置B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同C. 从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地增加D. 在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度相同5.某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断，下列说法正确的是()A. 第1 s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B. 第2 s末振子相对于平衡位置的位移为－20 cmC. 第2 s末和第3 s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反D. 第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反6.卡车在水平道路上行驶,货物随车厢上下做简谐运动而不脱离底板,设向下为正方向,其振动图像如图所示,则货物对底板压力小于货物重力的时刻是()A. 时刻t1B. 时刻t2C. 时刻t4D. 无法确定7.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动,取平衡位置O为x轴坐标原点。
从某时刻开始计时,经过四分之一的周期,振子具有沿x轴正方向的最大加速度。
能正确反映振子位移x与时间t关系的图象是()A. B.C. D.8.如图所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧，左端固定，右端与质量为m、带电荷量为＋q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上.在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动，那么()A. 小球到达最右端时，弹簧的形变量为B. 小球做简谐运动的振幅为C. 运动过程中小球的机械能守恒D. 运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变二、填空题（共4题；共6分）9.弹簧振子振动的最大位移是1cm，则完成一次全振动振子通过的路程是________cm。
高中物理人教版选修3-4课时训练3简谐运动的回复力和能量 Word版含解析
课时训练3简谐运动的回复力和能量题组一简谐运动的回复力1.关于简谐运动的回复力,下列说法正确的是()A.可以是恒力B.可以是方向不变而大小改变的力C.可以是大小不变而方向改变的力D.一定是变力解析:回复力特指使振动物体回到平衡位置的力,对简谐运动而言,其大小必与位移大小成正比,故为变力。
答案:D2.(多选)物体做简谐运动时,下列叙述中正确的是()A.平衡位置就是回复力为零的位置B.处于平衡位置的物体,一定处于平衡状态C.物体到达平衡位置,合力一定为零D.物体到达平衡位置,回复力一定为零解析:平衡位置是回复力为零的位置,但物体的合外力未必为零,故选项A、D正确。
答案:AD3.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中()A.振子所受的回复力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减小解析: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=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,正确选项为D。
答案:D题组二简谐运动的能量4.(多选)弹簧振子在水平方向上做简谐运动的过程中,下列说法正确的是()A.在平衡位置时它的机械能最大B.在最大位移时它的弹性势能最大C.从平衡位置到最大位移处它的动能减小D.从最大位移处到平衡位置它的机械能减小解析:弹簧振子做简谐运动时机械能守恒,因此选项A和D均错误;在最大位移处时,弹性势能最大,选项B正确;从平衡位置到最大位移处的运动是振子远离平衡位置的运动,速度减小,动能减小,选项C正确。
答案:BC5.(多选)右图是某一质点做简谐运动的图象,下列说法正确的是()A.在第1 s内,质点做加速运动B.在第2 s内,质点做加速运动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。
2019-2020学年物理人教版选修3-4课后检测：11.3 简谐运动的回复力和能量 Word版含
姓名，年级：时间：3 简谐运动的回复力和能量记一记简谐运动的回复力和能量知识体系1个概念——回复力1个特征量——简谐运动的动力学特征，回复力F＝－kx1个守恒——简谐运动的机械能守恒辨一辨1。
简谐运动的回复力可以是恒力．(×)2．回复力的方向总是与位移的方向相反．（√）3．回复力的方向总是与加速度的方向相反．（×）4．水平弹簧振子运动到平衡位置时，回复力为零，因此能量一定为零．(×）5．回复力的大小与速度大小无关,速度增大时,回复力可能增大，也可能减小．（×）6．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大．（√）想一想1。
简谐运动的回复力F＝－kx中,k一定是弹簧的劲度系数吗？提示：不一定．k是一个常数，由简谐运动系统决定．对于一个特定的简谐运动系统来说k是不变的，但这个系统不一定是弹簧振子，k 也就不一定是劲度系数．2．做简谐运动的物体除了受其他力外一定还受到一个回复力作用，对吗？提示：简谐运动的回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的．3．判断一个振动是否为简谐运动有哪些方法？提示：（1）通过对位移的分析,列出位移—时间表达式,利用位移—时间图象是否满足正弦规律来判断．（2）对物体进行受力分析，求解物体所受力在振动方向上的合力,利用物体所受到的振动方向上合力是否满足F＝－kx进行判断．4．在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有几个？动能最大的位置有几个？提示：在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有两个,分别对应于振子运动的最左端和最右端．动能最大的位置只有一个,就是弹簧振子的平衡位置．思考感悟：练一练1。
（多选)如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，下列说法正确的是( )A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复的力作用C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置解析：回复力是根据效果命名的力,不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的,在此情景中弹簧的弹力充当回复力,故A项正确，B项错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动过程中位移的大小在减小，故此过程回复力逐渐减小,C 项错误；回复力总是指向平衡位置，故D项正确．答案:AD2．对于弹簧振子的回复力和位移的关系，下列图中正确的是( ）解析：由简谐运动的回复力公式F＝－kx可知,C项正确．答案：C3．如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图象，可以判定（) A．t1到t2时间内系统的动能不断增大，势能不断减小B．0到t2时间内振子的位移增大，速度增大C．t2到t3时间内振子的回复力先减小再增大，加速度的方向一直沿x轴正方向D．t1、t4时刻振子的动能、速度都相同解析：t1到t2时间内,x减小，弹力做正功，系统的动能不断增大，势能不断减小，A项正确；0到t2时间内，振子的位移减小，速度增大，B项错误;t2到t3时间内，振子的位移先增大再减小,所以回复力先增大再减小，C项错误；t1和t4时刻振子的位移相同，即位于同一位置，其速度等大反向，但动能相同，D项错误．答案:A4．如图所示，一水平弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M。
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高中物理学习材料唐玲收集整理基础夯实1．如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是( )A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力答案：A解析：有不少同学误选B，产生错解的主要原因是对回复力的性质不能理解清楚或者说是对回复力来源没有弄清楚造成的，一定清楚地认识到回复力是根据效果命名的，它是由其它力所提供的力。
2．(白鹭洲高二检测)关于简谐振动，以下说法中正确的是( )A．回复力总指向平衡位置B．加速度、速度方向永远一致C．在平衡位置加速度、速度均达到最大值D．在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零答案：AD解析：回复力是把物体拉回到平衡位置的力，A对；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能远离平衡位置，B错误；平衡位置位移为零，据a＝－kxm知加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，C错，D对。
3．(农七师中学高二检测)弹簧振子在做简谐振动的过程中，振子通过平衡位置时( )A．速度值最大B．回复力的值最大C．加速度值最大D．位移最大答案：A解析：振子通过平衡位置时速度最大，回复力、加速度、位移都为零，故只有A项正确。
4．(2011·湖南师大附中模拟)下图为某个弹簧振子做简谐运动的图象，由图象可知( )A ．由于在0.1s 末振幅为零，所以振子的振动能量为零B ．在0.2s 末振子具有最大势能C ．在0.4s 末振子具有的能量尚未达到最大值D ．在0.4s 末振子的动能最大答案：B解析：简谐振动的能量是守恒的，故A 、C 错；0.2秒末、0.4秒末位移最大，动能为零，势能最大，故B 对，D 错。
5．(2012·天津河西模拟)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。
一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T 。
取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t ＝0，其振动图象如图所示，则( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小 答案：C解析：货物做简谐运动，合力的方向总指向平衡位置且回复力跟位移的大小成正比，货物受到重力和车厢地板的支持力作用，那么当货物位于平衡位置下方时F N＝mg＋k|x|；当货物位于平衡位置上方时，有F N＝mg－kx，所以在正向最大位移处，对车厢底板的压力最小，在负向最大位移处，对车厢底板的压力最大，C正确。
高中物理 11.3 简谐运动的回复力和能量试题(含解析)新人教版选修34
11.3 简谐运动的回复力和能量一、简谐运动的回复力1．简谐运动的定义：如果质点所受的力与它偏离_____________的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
2．回复力：力的方向总是指向平衡位置，它的作用总是把物体______________，这个力称为回复力。
它可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，属于_________。
3．位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的_____________，是矢量，其最大值等于振幅。
4．回复表达式：F=－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧振子的位移。
二、简谐运动的能量1．运动学特征：x、v、a均按_________________发生周期性变化（注意v、a的变化趋势相反）。
2．能量特征：系统的___________，振幅A不变。
平衡位置位移拉回到平衡位置效果力有向线段正弦或余弦规律机械能守恒一、简谐运动的特征1．受力特征：简谐运动的回复力满足F=－kx，位移x与回复力的方向相反。
由牛顿第二定律知，加速度a与位移的大小成正比，方向相反。
2．运动特征：当v 、a 同向时（即v 、F 同向，也就是v 、x 反向）时，v 一定增大；当v 、a 反向时（即v 、F 反向，也就是v 、x 同向）时，v 一定减小。
当物体靠近平衡位置时，a 、f 、x 都减小，v 增大；当物体远离平衡位置时，a 、f 、x 都增大，v 减小。
3．能量特征：对弹簧振子来说，振幅越大，能量越大，在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒。
4．周期特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度、动量等矢量都随时间做周期变化，他们的周期就是简谐运动的周期T 。
物体动能和势能也随时间周期性变化，其周期为T /2。
5．对称性特征（1）速率的对称性：物体在关于平衡位置对称的两个位置具有相等的速率。
（2）时间的对称性：物体通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等。
【人教版】选修3-4物理：11.3《简谐运动的回复力和能量》练案(含答案)
第十一章机械振动3. 简谐运动的回复力和能量●练案●当堂检测A组（反馈练）1、关于简谐运动的回复力的下列说法中，正确的是（）A. 可以是恒力B. 可以是方向不变而大小变化的力C. 可以是大小不变而方向变化的力D. 一定是变力2、如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是（）A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力3、卡车在水平路面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，货物对底板的压力最大的时刻是( )A．货物通过平衡位置向上时 B．货物通过平衡位置向下时C．货物向上达到最大位移处时 D．货物向下达到最大位移处时B组（拓展练）1、做简谐运动的物体经过A点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向A点。
若AB之间的距离是10cm，它的平衡位置为___________________________。
2、一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动。
请你据此证明：把图倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，小球的运动是简谐运动。
3、如图所示粗细均匀的一条木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的筒中。
把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动。
试证明木筷的振动是简谐运动。
【参考答案】A 组（反馈练）1.B2.B3.B4.B ，D5.4sB 组（拓展练）1.距A 点4cm （或距B 点6cm ）2.设弹簧的拉力大小与小球的下滑力相等（即平衡位置）时，弹簧的伸长量为0x ，则有： θsin 0mg kx =则当小球在平衡位置下方时，设偏移量为1x ，则有：合力为：10110sin sin )(kx mg kx kx mg x x k F =-+=-+=θθ 方向沿斜面向上 则当小球在平衡位置上方时，设偏移量为2x ，则有：合力为：22020sin sin )('kx mg kx kx mg x x k F -=--=--=θθ 方向沿斜面向下位置在平衡位置与原长位置之间时或：20202sin sin )('kx mg kx kx mg x x k F =+-=+-=θθ 方向沿斜面向下位置在原长位置之上时即小球的运动为简谐运动。
高中物理 11.3 简谐运动的回复力和能量同步练习 新人教版选修3-4
简谐运动的回复力和能量同步练习（人教版选修3-4）1．关于简谐运动的回复力，下列说法中正确的是A．可以是恒力B．可以是方向不变而大小变化的力C．可以是大小不变而方向改变的力D．是大小和方向均改变的力答案：D2．弹簧振子做简谐运动时，当振子经过同一位置时一定相同的物理量是A．速度B．加速度C．动能D．回复力答案：BCD3．关于振幅，以下说法中正确的是A．物体振动的振幅越大，振动越强烈B．一个确定的振动系统，振幅越大振动系统的能量越大C．振幅越大，物体振动的位移越大D．振幅越大，物体振动的加速度越大答案：AB4．某物体在O点附近做往复运动，其加速度随位移的变化规律如图11－3－5所示，物体做简谐运动的是图11－3－5解析：选B由简谐运动的特征知，F＝－＝ma，所以a＝－错误!，故a＝－′，故正确选项为B5．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O在A、B间振动，如图11－3－6所示，下列结论正确的是图11－3－6A．小球在O位置时，动能最大，加速度最小B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大C．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加解析：选A小球在平衡位置时动能最大，加速度为零，因此A选项正确．小球靠近平衡位置时，回复力做正功；远离平衡位置时，回复力做负功．振动过程中总能量不变，因此B、C、D选项不正确．一、选择题1 如图11－3－7所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，关于A受力说法中正确的是图11－3－7A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力答案：D2 如图11－3－8所示为一弹簧振子，O为平衡位置，设向右为正方向，振子在B、C之间振动时图11－3－8A．B→O位移为负、速度为正B．O→C位移为正、加速度为负C．C→O位移为负、加速度为正D．O→B位移为负、回复力为负解析：→O运动时，振子在O左侧，位移为负，选项A正确；由O→C位移为正，加速度a＝－错误!为负，B正确；由C→O位移为正，加速度应为负，C错误；O→B位移为负，由F＝－知回复力为正，D错误．3．做简谐运动的物体每次通过平衡位置时，下列说法正确的是A．位移为零，动能为零B．动能最大，势能最小C．速率最大，回复力不为零D．以上说法均不对解析：选B物体经平衡位置时，位移为零，回复力为零，速度最大，动能最大，势能为零，所以B正确，A、C、D错误．4．如图11－3－9为一水平弹簧振子的振动图象，由此可知图11－3－9A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大答案：B5 如图11－3－10所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中图11－3－10A．小球最大动能应等于mgAB．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C．弹簧最大弹性势能等于2mgAD．小球在最低点时的弹力大于2mg解析：0＝mg，0＝A＝错误!，当到达平衡位置时，有mgA＝错误!mv2＋错误!A2，A错．机械能守恒，是动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，B错．从最高点到最低点，重力势能全部转化为弹性势能，EgA，最低点加速度等于最高点加速度g，据牛顿第二定律F－mg ＝mg，F＝2mg，D错．6．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速率逐渐减小D．弹簧的弹性势能逐渐减小解析：选D在振子向平衡位置运动的过程中，振子的位移逐渐减小，速率逐渐增大，弹簧的弹性势能逐渐减小．故选D7 如图11－3－11所示为某一质点的振动图象，|1|>|2|，由图可知，在t1和t2两个时刻，质点振动的速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为图11－3－11A．v1a2，方向相同D．a1>a2，方向相反解析：选AD由图象可知，t1、t2两时刻，质点都在沿轴负方向运动，越靠近平衡位置，速度越大，故选项A正确．由a＝错误!可知，选项D正确．8．弹簧振子的质量是 g，在水平方向做简谐运动，当它运动到平衡位置左侧1＝2 cm 的位置时，受到的回复力大小F1＝4 N，则当它运动到平衡位置右侧2＝4 cm的位置时，它的加速度是A．20 m/2，方向向左 B．20 m/2，方向向右C．40 m/2，方向向左 D．40 m/2，方向向右解析：＝－，可以得出，F2＝错误!2＝8 N，方向向左，a＝错误!＝40 m/29 如图11－3－12所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M，若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，m和M无相对运动而一起运动，下列说法正确的是图11－3－12A．振幅不变B．振幅减小C．最大动能不变D．最大动能减小解析：点时，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E运动至平衡位置O时，M和m的动能和即为系统的总能量，此动能最大，故最大动能不变，故C正确．10．已知甲、乙两弹簧振子振动图象如图11－3－13所示，可知图11－3－13A．两弹簧振子完全相同B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大D．振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2答案：CD二、非选择题11 如图11－3－14所示的弹簧振子，O为平衡位置，B、C为最大位移位置，以向右的方向为正方向，则振子从B运动到O的过程中，位移为________，大小逐渐________，回复力方向为________，大小逐渐________，振子速度方向为________，大小逐渐________，动能逐渐________，势能逐渐________．选填“正”、“负”、“增大”或“减小”图11－3－14解析：振子从B向O运动的过程中，位置在O点的右方，距离O逐渐减小，故位移为正值，大小逐渐减小．由F＝－和a＝－错误!可知，回复力和加速度的大小均在减小，方向为负，振子的速度方向为负，大小逐渐增大，故动能也在增大，势能逐渐减小．答案：正减小负减小负增大增大减小12 如图11－3－15所示，两木块的质量为m、M，中间弹簧的劲度系数为，弹簧下端与M连接，m与弹簧不连接，现将m下压一段距离释放，它就上下做简谐运动，振动过程中，m 始终没有离开弹簧，试求：图11－3－151m振动的振幅的最大值；2m以最大振幅振动时，M对地面的最大压力．解析：1在平衡位置时，设弹簧的压缩量为0，则0＝振动过程中不离开弹簧，m振动的最高点不能高于弹簧原长处，所以m振动的振幅的最大值A＝0＝错误!2m以最大振幅A振动时，振动到最低点，弹簧的压缩量最大，为2A＝20＝错误!，对M受力分析可得：F N＝Mg＋·错误!＝Mg＋2mg，由牛顿第三定律得，M对地面的最大压力为Mg＋2mg答案：1错误!2Mg＋2mg。
人教版高中物理选修3-4第十一章第三节简谐运动的回复力和能量达标训练.docx
高中物理学习材料1．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是( )A．可以是恒力B．可以是方向不变而大小变化的力C．可以是大小不变而方向变化的力D．一定是变力解析：选D.根据做简谐运动物体的回复力的特征，回复力与位移成正比，与位移的方向相反，而位移的大小和方向都做周期性变化．2．(2013·天一中学高二检测)如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是( )A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力解析：选A.回复力不是做简谐运动物体受到的具体的力，它由物体受到的具体的力所提供．在此情景中弹簧的弹力充当回复力，因此只有选项A正确．3．对于弹簧振子的回复力与位移的关系图象，下列图象中正确的是( )解析：选C.根据公式F＝－kx，可判断回复力与位移的关系图象是一条直线，斜率为负值，故选项C正确．4．如图所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是( )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，动能转化为势能解析：选BC.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，势能转化为动能，所以选项D错误．5．(2013·德州高二检测)如图所示的弹簧振子做简谐运动，振子的质量为2 kg，当它运动到平衡位置右侧2 cm处时，回复力大小为4 N．求当它运动到平衡位置左侧4 cm时，加速度为多大．解析：回复力的大小等于弹簧的弹力大小，由胡克定律F ＝kx 知道运动到平衡位置的左侧4 cm 时有：F 2＝x 2x 1F 1＝8 N ，所以此时的加速度大小为：a 2＝F 2m ＝4 m/s 2.答案：4 m/s 2。
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11.3简谐运动的回复力和能量同步测试1．对简谐运动的回复力公式F＝－kx的理解，正确的是( )
A．k只表示弹簧的劲度系数
B．式中的负号表示回复力总是负值
C．位移x是相对平衡位置的位移
D．回复力只随位移变化，不随时间变化
答案： C
2．做简谐运动的振子每次通过同一位置时，相同的物理量是( )
A．速度B．加速度
C．位移D．动能
答案：BCD
3．对于弹簧振子回复力和位移的关系，下列图中正确的是( )
答案： C
4．如图所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是( )
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
答案： BC
5．在简谐运动的过程中，t1、t2两时刻物体分别处在关于平衡位置对称的两点，则从t1至t2这段时间，物体( )
A ．t1、t2两时刻动量一定相同
B ．t1、t2两时刻势能一定相同
C ．速度一定先增大，后减小
D ．加速度可能先增大，后减小，再增大
答案： BD
6．弹簧振子的质量是2 kg ，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N ，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是( )
A ．2 m/s2，向右
B ．2 m/s2，向左
C ．4 m/s2，向右
D ．4 m/s2，向左
答案： D
7．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物体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，两物体都开始做简谐运动，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
答案： C
8．做简谐运动的弹簧振子，质量为m ，最大速率为v ，则下列说法正确的是( )
A ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零
B ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是0到12
mv2之间的某一个值 C ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零
D ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是0到2v 之间的某一个值 答案： AD
9．某弹簧振子的固有频率为2.5 Hz ，将弹簧振子从平衡位置拉开4 cm 后放开，同时开始计时，则在t ＝1.55 s 时( )
A ．振子正在做加速度减小的加速运动
B ．振子正在做加速度增大的减速运动
C ．振子的速度方向沿x 轴正方向
D ．振子的位移一定大于2 cm
答案： BCD
10.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．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周
期为T ，取竖直向上方向为正方向，以某时刻作为计时起点，在t ＝0时其
振动图象如图所示，则( )
A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大
B ．t ＝1
2T 时，货物对车厢底板的压力最小
C ．t ＝3
4T 时，货物对车厢底板的压力最大
D ．t ＝3
4T 时，货物对车厢底板的压力最小
答案： C
11.如图所示，弹簧振子B 上放一个物块A ，在A 与B 一起做简谐运
动的过
程中，关于A 受力的下列说法中正确的是( )
A ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力
B ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力
C ．物块A 受重力、支持力及B 对它的恒定的摩擦力
D ．物块A 受重力、支持力及B 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力
答案： D
12．甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知( )
A ．两弹簧振子完全相同
B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大
D．振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2
答案：CD。