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.docxVIP

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。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。答案:BC6.(多选)一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动,下列说法中正确的是(　)A.振子的速度相同时,弹簧的长度一定相等B.振子从最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧的弹力始终做负功C.振子受到的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供D.在振子运动的过程中,系统的机械能守恒解析:振子在平衡位置两侧往复运动,速度相同的位置关于平衡位置对称,弹簧长度明显不相等,选项A错误;振子由最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧对振子施加的力指向平衡位置,弹力做正功,选项B错误;振子受到的回复力由振子的重力和弹簧的弹力的合力提供,且振子运动过程中只有重力和弹簧的弹力做功,所以系统的机械能守恒,故选项C、D正确。答案:CD题组三　综合应用7.下图为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图象,已知两个振子质量之比为mA ∶mB=2∶3,弹簧的劲度系数之比为kA∶kB=3∶2,则它们的周期之比TA∶TB=　;它们的最大加速度之比为aA∶aB=　。?解析:由题图可知,A振子的周期为0.4 s,B振子的周期为0.6 s,故周期之比为TA∶TB=2∶3;最大加速度时,有mAaA∶mBaB=10kA∶5kB,故最大加速度之比aA∶aB=9∶2。答案:2∶3 　9∶28.一质量为m、侧面积为S的正方体木块,放在水面上静止(平衡),如图所示。现用力向下将其压入水中一段深度后(未全部浸没)撤掉外力,木块在水面上下振动,试判断木块的振动是否为简谐运动。解析:设水的密度为ρ0,木块的横截面积为S,静止时浸在水中的深度为x0,如图所示,由平衡条件得F浮=m木g。又F浮=ρ0x0Sg,则有m木g=ρ0x0Sg,此位置即为木块的平衡位置。当用力将木块按下使浸在水中部分为(x0+x)时,以x方向为正方向,则木块此时所受合力F合=m木g-F浮。而F浮=ρ0(x0+x)Sg。由以上各式解得F合=-ρ0Sgx。式中ρ0为水的密度,S为木块的横截面积,g为重力加速度,所以ρ0Sg为常量,令k=ρ0Sg,则有F合=-kx。上式表明木块在上下振动的过程中所受合力F合与偏离平衡位置的位移x的大小成正比,负号表示二者方向相反。所以符合简谐运动的动力学特征,木块的振动是简谐运动。答案:是简谐运动。(建议用时:30分钟)1.(多选)关于回复力,下列说法正确的是(　)A.回复力是指物体受到的指向平衡位置的力B.回复力是指物体受到的合外力C.回复力是以力的作用效果来命名的,它可以是弹力,也可以是重力或摩