簡諧運動課后練習-【新教材】人教版高中物理選擇性必修word版含答案

1簡諧運動課后練習一、單選題1.做簡諧運動的質點通過平衡位置時，具有最大值的物理量是（

）A.

加速度

B.

速度

C.

位移

D.

回復力2.彈簧振子周期為2s，從振子通過平衡位置向右運動起，經過時，其運動情況是（）A.

向右減速

B.

向右加速

C.

向左減速

D.

向左加速3.如圖所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運動。以豎直向上為正方向，物塊做簡諧運動的表達式為y=πt(m)。t=0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下，t=時，小球恰好與物塊處于同一高度，重力加速度g取10m/s2，空氣阻力不計，以下判斷正確的是（

）A.

h=m

B.

簡諧運動的周期是s

C.

s內物塊運動的路程是m

D.

t=時，物塊與小球運動方向相同4.如圖所示，質量為M的物塊鉤在水平放置的左端固定的輕質彈簧的右端，構成一彈簧振子，物塊可沿光滑水平面在BC間做簡諧運動，振幅為A．在運動過程中將一質量為m的小物塊輕輕地放在M上，第一次是當M運動到平衡位置O處時放在上面，第二次是當M運動到最大位移處C處時放在上面，觀察到第一次放后的振幅為A1，第二次放后的振幅為A2，則（

）A.

A1=A2=A

B.

A1<A2=A

C.

A1=A2<A

D.

A2<A1=A5.如圖所示，一彈簧振子做等幅振動，取向右為正，A、B兩處為最大位移處，O為平衡位置,C為AO間某一位置，則振子（

）A.

從B→O時，位移是正值，加速度為正值

B.

從O→B時，位移是正值，速度為正值

C.

運動至C處時，位移為負值，加速度為負值

D.

運動至C處時，位移為正值，加速度為負值6.如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動，取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是(

)A.

t＝s時，振子在O點右側6cm處

B.

t＝s時，振子的速度方向向左

C.

t＝s和t＝s時，振子的加速度完全相同

D.

t＝s到t＝s的時間內，振子的速度逐漸減小7.如圖所示為波沿著一條固定的繩子向右剛好傳播到B點時的波形，由圖可判斷出A點剛開始振動的方向是（

）A.

向左

B.

向右

C.

向下

D.

向上8.一質點做簡諧振動，從平衡位置運動到最遠點需要14A.

1/8周期

B.

1/6周期

C.

1/10周期

D.

1/12周期9.如圖所示，將彈簧振子從平衡位置拉下一段距離Δx，釋放后振子在AB間振動。設AB=20cm，振子由A到B時間為，則下列說法正確的是（

）A.

振子的振幅為20cm，周期為

B.

振子在A，B兩處受到的回復力分別為kΔx+mg與kΔx?mg

C.

振子在A，B兩處受到的回復力大小都是kΔx

D.

振子一次全振動通過的路程是20cm10.有一個在光滑水平面內的彈簧振子，第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動，第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動，則先后兩次振動的周期之比和振幅之比分別為（

）A.

1∶1

1∶1

B.

1∶1

1∶2

C.

1∶4

1∶4

D.

1∶2

1∶211.如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質量大于乙的質量．當細線突然斷開后，兩物塊都開始做簡諧運動，在運動過程中(

)．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12.如圖所示，AB用一輕彈簧連接，靜止在水平地面上，AB的質量均為m，對A施加一豎直向下的力F，力F的大小等于mg.現撤去F，A做簡諧振動，則A運動到最高點時，B對地面的壓力為(

)A.

0

B.

mg

C.

2mg

D.

3mg13.下列關于簡諧振動和簡諧機械波的說法正確的是（

）A.

簡諧振動的平衡位置一定是物體所受合外力為零的位置。

B.

橫波在介質中的傳播速度由波源本身的性質決定。

C.

當人向一個固定的聲源跑去，人聽到的音調變低了。

D.

當聲波從空氣進入水中時，聲波的頻率不變，波長變長。14.把一個小球套在光滑細桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運動，它的平衡位置為O，在A、B間振動，如圖所示，下列結論正確的是(

)．A.小球在O位置時，動能最大，加速度最小

B.

小球在A，B位置時，動能最大，加速度最大

C.

小球從A經O到B的過程中，回復力一直做正功

D.

小球從A經O到B的過程中，回復力一直做負功15.一彈簧振子的位移y隨時間t變化的關系式為y=0.1sinA.

彈簧振子的振幅為

B.

彈簧振子的周期為

C.

在t=時，振子的運動速度為零

D.

在任意時間內，振子的位移均為二、填空題16.如圖所示，

質量為m的木塊放在彈簧上端，在豎起方向上做簡諧運動，當振幅為A時，物體對彈簧的最大壓力是物體重力的倍，則物體對彈簧的最小壓力是________，欲使物體在彈簧振動中不離開彈簧，其振幅不能超過________。17.某同學在進行研究彈簧振子的周期和小球質量的關系的實驗時，利用如圖甲所示裝置進行了如下實驗：讓彈簧振子穿過一光滑的水平橫桿，在彈簧振子的小球上安裝一支筆，下面放一條紙帶．當小球振動時，垂直于振動方向以恒定的加速度拉動紙帶，加速度大小為a，這時筆在紙帶上畫出如圖乙所示的一條曲線，請根據圖乙中所測得的長度s1，s2，寫出計算彈簧振子的周期的表達式：T＝________.18.一質點簡諧運動的振動圖象如圖所示．（1）該質點振動的振幅是________，周期是________s．（2）該質點簡諧運動的表達式________cm，當t=1s時質點的位移________cm．三、綜合題19.如圖甲所示，質量為m的小球懸掛在一根勁度系數為k的輕質彈簧下端，靜止后小球所在的位置為O點。取O點為坐標原點，豎直向下為x軸正方向建立坐標系?，F將小球從O點向下拉一小段距離A，然后釋放。已知重力加速度為g，小球在運動過程中彈簧始終在彈性限度內，不計空氣阻力。（1）請證明：小球做簡諧運動。（2）從小球在位移A處釋放開始計時，請在圖乙坐標系中定性畫出小球在一個周期內的位移-時間圖像。（3）求小球在做簡諧運動過程中的加速度a與位移x的表達式，并在圖丙中畫出小球的a-x圖像。20.如圖所示，質量為M、傾角為α的斜面體（斜面光滑且足夠長）放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動摩擦因數為μ，斜面頂端與勁度系數為k、自然長度為L的輕質彈簧相連，彈簧的另一端連接著質量為m的物塊。壓縮彈簧使其長度為34（1）求物塊處于平衡位置時彈簧的長度；（2）求彈簧的最大伸長量；（3）為使斜面體始終處于靜止狀態(tài)，動摩擦因數μ應滿足什么條件。（假設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力）21.彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t=0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t=時，振子速度第一次變?yōu)?v；在t=時，振子速度再變?yōu)関，求（1）求彈簧振子振動周期T，（2）若B、C之間的距離為20cm，求振子在內通過的路程，（3）若B、C之間的距離為20cm，取從O向B為正方向，振子從平衡位置向C運動開始計時，寫出彈簧振子位移表達式，并畫出彈簧振子的振動圖象。

答案解析一、單選題1.B做簡諧運動的質點，當它通過平衡位置時位移為零，簡諧運動中的回復力F=-Kx，則回復力等于0，加速度與位移關系為：a=-kx/m，則加速度為0，平衡位置時速度最大。故答案為：B。2.B由簡諧運動的周期性可知，經時，振子振動時間t=1.5s所以振子正在向右運動，而且是向平衡位置運動，是加速運動，B符合題意，A、C、D不符合題意；故答案為：B。3.AA．由振動方程式可得，t=0.3s物體的位移為y=0.1則對小球有?+|y|=得到?=0.35A符合題意；B．由公式y(tǒng)=0.1sin5πt(B不符合題意；C．由題可知振幅為A=0.1故內物塊運動的路程為3A=0.3C不符合題意；D．由于34故答案為：A。4.B根據兩種情況下系統(tǒng)能量變化的角度分析振幅的變化情況振子運動到C點時速度恰為0，此時放上小物塊，系統(tǒng)的總能量即為此時彈簧儲存的彈性勢能不變，故振幅不變，即A2=A；振子運動到平衡位置時速度最大，彈簧的彈性勢能為零，放上小物塊后，系統(tǒng)的機械能的減小，根據能量守恒定律可得機械能轉化為彈性勢能總量減小，故彈簧的最大伸長（壓縮）量減小，即振幅減小，所以A1故答案為：B5.BA．從B→O時，位移是正值，加速度為負值。A不符合題意；B．從O→B時，位移是正值，速度為正值。B符合題意；CD．運動至C處時，位移為負值，加速度為正值。CD不符合題意。故答案為：B。6.B在內，振子做變減速運動，不是勻速運動，所以t=時，振子不在O點右側6cm處，A不符合題意；由圖象乙知，t=時，圖象的斜率為負，說明振子的速度為負，即振子的速度方向向左，B符合題意；t=和t=時，振子的位移完全相反，由a=?kxm知加速度完全相反，C不符合題意；t=故答案為：B7.D繩子上向右傳播的橫波，質點的振動方向與傳播方向垂直，不可能沿水平方向．A、B均錯誤．圖示時刻B振動方向向上，則A點剛開始的振動方向向上．C不符合題意，D符合題意．故答案為：D8.D由簡諧振動的表達式有12x=sin2πT故答案為：D9.CA．AB間距離為20cm，故振幅為10cm，A不符合題意；BC．根據F=-kx可知在AB兩處回復力大小都為k?x，B不符合題意，C符合題意；D．振子完成一次全振動經過的路程為40cm，D不符合題意。故答案為：C。10.B彈簧的壓縮量即為振子振動過程中偏離平衡位置的最大距離，即振幅，故振幅之比為1∶2，而對同一振動系統(tǒng)，其周期與振幅無關，則周期之比為1∶1，振動周期由振動系統(tǒng)的性質決定，與振幅無關。故答案為：B。11.C兩根完全相同的彈簧，受到相同的力作用，則伸長量相同，AB不符合題意；當振子速度最大時，彈性勢能轉化為動能，則質量大的，最大速度小，C符合題意．故答案為：C12.B施加力F平衡時：F+mg=kΔx撤去力F后，A向上運動受力平衡時：mg=kΔ則簡諧運動的振幅為：d=Δ彈簧上升到最高點時彈簧的伸長量Δx=2(Δ彈簧的拉力為：F以mB為研究對象，設受地面支持力為N：聯立得：N=mg根據牛頓第三定律，B對地面的壓力大小也等于mg。故答案為：B13.DAB．單擺運動的平衡位置合外力并不為零，傳播速度由介質決定與波源無關，AB不符合題意；C．當人向一個固定的聲源跑去，人聽到的音調變高了，C不符合題意；D．當聲波從空氣進入水中時，聲波的頻率不變，波速增大，由v=λf知波長變長，D對。故答案為：D14.A小球在平衡位置時動能最大，加速度為零，因此A符合題意．小球靠近平衡位置時，回復力做正功；遠離平衡位置時，回復力做負功．振動過程中總能量不變，因此B、C、D不符合題意．故答案為：A15.C根據公式x=Asinωt對應可得，A=0.1cm，A不符合題意；根據公式T=2πω可得T=故答案為：C二、填空題16.；2A當木塊運動到最低點時，對彈簧彈力最大，此時由牛頓第二定律得Fmax-mg=ma因為有Fmax=解得a=當木塊運動到最高點時，對彈簧彈力最小，此時由牛頓第二定律得mg-Fmin=ma由運動的對稱性知，最高點與最低點的加速度大小相等，即a=代入求得F在最高點或最低點kA=ma=1所以彈簧的勁度系數為k=物體在平衡位置下方處于超重狀態(tài)，不可能離開彈簧，只有在平衡位置上方可能離開彈簧．要使物體在振動過程中恰好不離開彈簧，物體在最高點的加速度a=g此時彈簧的彈力為零．若振幅再大，物體便會脫離彈簧．物體在最高點剛好不離開彈簧時，回復力為重力，所以mg=kA′則振幅為A17.s2根據勻變速直線運動的推論公式Δx=aT2，有s2?s118.（1）8cm；

（2）x=8sin（10πt+π2解：（1）由圖知該質點振動的振幅為A=8cm；周期為T=；（2）角頻率ω=2πT=2π則質點簡諧運動的表達式為x=Asin（ωt+π2）=8sin（10πt+π當t=1s時，代入上式得：x=8sin（10π×1+π2故答案為：（1）8，．（2）x=8sin（10πt+π2三、綜合題19.（1）解：取豎直向下為正方向．物體靜止在O點時kx0=mg將物體從O點向下拉離的距離為x時，彈簧的彈力大小k（x0+x）

物體振動的回復力大小為F=k（x0+x）-mg=kx回復力方向豎直向下，與位移方向相反，則位移為x時有F=-kx符合簡諧運動的特征，所以物體做簡諧運動

（2）解：從小球在位移A處釋放開始計時，小球的位移時間圖像如圖所示

（3）解：由牛頓第二定律可