高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第1節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課下作業(yè) 新人教版選修3-4

1、第1節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1.如圖1所示，彈簧下端懸掛一鋼球，上端固定組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，下列說(shuō)法正確的是()A鋼球運(yùn)動(dòng)的最高處為平衡位置B鋼球運(yùn)動(dòng)的最低處為平衡位置C鋼球速度為零處為平衡位置 圖1D鋼球原來(lái)靜止時(shí)的位置為平衡位置解析：鋼球以平衡位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在平衡位置處速度最大，故A、B、C不正確，D選項(xiàng)正確。答案：D2如圖2所示，水平方向上有一彈簧振子，O點(diǎn)是其平衡位置，振子在a和b之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，關(guān)于振子下列說(shuō)法正確的是()圖2A在a點(diǎn)時(shí)加速度最大，速度最大B在O點(diǎn)時(shí)速度最大，位移最大C在b點(diǎn)時(shí)位移最大，速度最小D在b點(diǎn)時(shí)加速度最大，速度最大解析：O為彈

2、簧振子振動(dòng)的平衡位置，其加速度為零，位移為零，速度最大，B錯(cuò)誤；振子在a、b兩位置，振動(dòng)的位移最大，加速度最大，速度為零，故A、D錯(cuò)誤，C正確。答案：C3關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說(shuō)法中正確的是()A表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的軌跡，是正弦或余弦曲線B由圖象可判斷任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移方向C表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律D由圖象可判斷任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向解析：振動(dòng)圖象表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，不是運(yùn)動(dòng)軌跡，A錯(cuò)C對(duì)；由圖象可以判斷某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和速度方向， B、D正確。答案：BCD4如圖3(a)所示，一彈簧振子在AB間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置。圖(b)是該振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的xt圖象。則關(guān)于振

3、子的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，下列四個(gè)圖象中正確的是()圖3圖4解析：設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k，位移與加速度方向相反，由牛頓第二定律得a，故C正確。答案：C5.一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖5所示，在0.10.15 s這段時(shí)間內(nèi)()A加速度增大，速度變小，加速度和速度的方向相同B加速度增大，速度變小，加速度和速度方向相反 圖5C加速度減小，速度變大，加速度和速度方向相同D加速度減小，速度變大，加速度和速度方向相反解析：由圖象可知，在0.10.15 s這段時(shí)間內(nèi)，位移為負(fù)且增大，表明物體遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，則加速度增大，速度減小，二者方向相反。答案：B6如圖6甲所示為一彈簧振子的振動(dòng)圖象，規(guī)定向右的方向?yàn)檎较?，?/p>

4、根據(jù)圖象分析以下問(wèn)題：圖6(1)如圖乙所示的振子振動(dòng)的起始位置是_，從初始位置開(kāi)始，振子向_(填“右”或“左”)運(yùn)動(dòng)。(2)在乙圖中，找出圖象中的O、A、B、C、D各對(duì)應(yīng)振動(dòng)過(guò)程中的位置，即O對(duì)應(yīng)_，A對(duì)應(yīng)_，B對(duì)應(yīng)_，C對(duì)應(yīng)_，D對(duì)應(yīng)_。(3)在t2 s時(shí)，振子的速度的方向與t0時(shí)速度的方向_。(4)質(zhì)點(diǎn)在前4 s內(nèi)的位移等于_。解析：(1)由xt圖象知，在t0時(shí)，物體在平衡位置，故起始位置為E；從t0時(shí)刻開(kāi)始，振子向正的位移處運(yùn)動(dòng)，即向右運(yùn)動(dòng)。(2)由xt圖象知：O點(diǎn)、B點(diǎn)、D點(diǎn)對(duì)應(yīng)平衡位置的E點(diǎn)，A點(diǎn)在正的最大位移處，對(duì)應(yīng)G點(diǎn)；C點(diǎn)在負(fù)的最大位移處，對(duì)應(yīng)F點(diǎn)。(3)t2 s時(shí)，圖線斜率為

5、負(fù)，即速度方向?yàn)樨?fù)方向；t0時(shí)，斜率為正，速度方向?yàn)檎较?。故兩時(shí)刻速度方向相反。(4)4 s末振子回到平衡位置，故位移為零。答案：(1)E右(2)EGEFE(3)相反(4)07如圖7所示的振動(dòng)圖象上有a、b、c、d、e、f六點(diǎn)，其中：圖7(1)與a位移相同的點(diǎn)有_。(2)與a速度相同的點(diǎn)有_。解析：(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，可知與a位移相同的點(diǎn)有b、e、f。(2)速度是矢量，速度相同則要求速度的大小和方向都要相同，可知與a速度相同的點(diǎn)有d、e。答案：(1)b、e、f(2)d、e8如圖8所示為某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，則質(zhì)點(diǎn)在前6 s內(nèi)通過(guò)的路程為_(kāi)cm，在68

6、s內(nèi)的平均速度大小為_(kāi)cm/s，方向_。圖8解析：質(zhì)點(diǎn)在02 s內(nèi)通過(guò)的路程是2 cm，在24 s內(nèi)通過(guò)的路程是2 cm，在46 s內(nèi)通過(guò)的路程是2 cm，故前6 s內(nèi)通過(guò)的路程是6 cm。質(zhì)點(diǎn)在68 s內(nèi)位移大小是2 cm，方向指向平衡位置，平均速度大小為，1 cm/s，質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)由負(fù)的最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，所以平均速度方向沿x軸正方向。答案：61沿x軸正方向9如圖9所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，根據(jù)圖象中的信息，回答下列問(wèn)題：圖9(1)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大距離有多大？(2)在1.5 s和2.5 s兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？(3)質(zhì)點(diǎn)在第2 s末的位移是多少？在前4 s內(nèi)的路程是多少？解析：由圖象上的信息，結(jié)合質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程可知：(1)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大距離就是|x|的最大值，為10 cm；(2)從1.5 s到2 s時(shí)間間隔內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)位移減小，因此是向平衡位置運(yùn)動(dòng)，