課時(shí)分層作業(yè)4　簡諧運(yùn)動(dòng)-同步新教材魯科版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)練習(xí)

課時(shí)分層作業(yè)(四)簡諧運(yùn)動(dòng)(建議用時(shí)：25分鐘)⊙考點(diǎn)一平衡位置和回復(fù)力位移1．(多選)關(guān)于機(jī)械振動(dòng)的位移和平衡位置，以下說法中正確的是()A．平衡位置就是物體所受回復(fù)力為零的位置B．機(jī)械振動(dòng)的位移是以平衡位置為起點(diǎn)的位移C．做機(jī)械振動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的路程越大，發(fā)生的位移也越大D．機(jī)械振動(dòng)的位移是指振動(dòng)物體偏離平衡位置最遠(yuǎn)時(shí)的位移AB[平衡位置是振動(dòng)物體所受回復(fù)力為零的位置，A正確．為了描述機(jī)械振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，人們總是把機(jī)械振動(dòng)位移的起點(diǎn)定在平衡位置上，所以B正確．當(dāng)物體無論運(yùn)動(dòng)了多少路程后，只要它回到了平衡位置，其總位移為零，可見位移的大小和路程之間不一定有對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以C、D都不正確．]2.如圖所示，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D．鋼球原來靜止時(shí)的位置為平衡位置D[鋼球振動(dòng)的平衡位置應(yīng)在鋼球重力與彈力相等的位置，即鋼球靜止時(shí)的位置，故D正確．]3．彈簧振子在做簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中，振子通過平衡位置時(shí)()A．速度值最大B．回復(fù)力的值最大C．加速度值最大D．位移最大A[振子通過平衡位置時(shí)速度最大，回復(fù)力、加速度、位移都為零，故只有A項(xiàng)正確．]4．下列敘述中是簡諧運(yùn)動(dòng)的是()A．手拍籃球的運(yùn)動(dòng)B．思考中的人來回走動(dòng)C．輕質(zhì)彈簧的下端懸掛一個(gè)鋼球，上端固定組成的振動(dòng)系統(tǒng)D．從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運(yùn)動(dòng)C[手拍籃球的運(yùn)動(dòng)和思考中的人來回走動(dòng)沒有規(guī)律，不是簡諧運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；輕質(zhì)彈簧的下端懸掛一個(gè)鋼球，上端固定組成的振動(dòng)系統(tǒng)，鋼球以受力平衡處為平衡位置上下做簡諧運(yùn)動(dòng)，C正確；從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運(yùn)動(dòng)過程為自由落體，不是簡諧運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．故選C.]⊙考點(diǎn)二簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征5．(多選)有一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，則()A．加速度最大時(shí)，速度最大B．速度最大時(shí)，位移最大C．位移最大時(shí)，回復(fù)力最大D．回復(fù)力最大時(shí)，加速度最大CD[振子加速度最大時(shí)，在最大位移處，此時(shí)振子的速度為零，由F＝－kx知道，此時(shí)振子所受回復(fù)力最大，所以A錯(cuò)，C、D正確；振子速度最大時(shí)，是經(jīng)過平衡位置時(shí)，此時(shí)位移為零，所以B錯(cuò)．]6．(多選)做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子在某段時(shí)間內(nèi)速度越來越大，則這段時(shí)間內(nèi)()A．振子的位移越來越大B．振子正在向平衡位置運(yùn)動(dòng)C．振子速度與位移方向相同D．振子速度與位移方向相反BD[彈簧振子在某段時(shí)間內(nèi)速度越來越大，說明它正向平衡位置運(yùn)動(dòng)，故位移越來越小，A錯(cuò)，B對(duì)；位移方向是從平衡位置指向振子，故振子速度與位移方向相反，C錯(cuò)，D對(duì)．]7．(多選)在圖中，當(dāng)振子由A向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()A．振子的位移在減小B．振子的運(yùn)動(dòng)方向向左C．振子的位移方向向左D．振子的位移在增大AB[對(duì)簡諧運(yùn)動(dòng)而言，其位移總是相對(duì)平衡位置O而言，所以C、D錯(cuò)誤；由于振子在O點(diǎn)右側(cè)由A向O運(yùn)動(dòng)，所以振子的位移方向向右，位移大小不斷減?。蔄、B選項(xiàng)正確．]8．如圖所示為一彈簧振子，O為平衡位置，以向右為正方向，振子在B、C之間振動(dòng)時(shí)()A．B→O位移為負(fù)、速度為正B．O→C位移為正、速度為負(fù)C．C→O位移為負(fù)、速度為正D．O→B位移為正、速度為負(fù)A[速度方向即振子運(yùn)動(dòng)方向，而振動(dòng)位移以平衡位置O為初始位置指向振子所在位置，B→O位移向左為負(fù)，速度向右為正；O→C位移向右為正，速度向右為正；C→O位移向右為正，速度向左為負(fù)；O→B位移向左為負(fù)，速度向左為負(fù)，可見本題正確選項(xiàng)為A.]9.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在地面上，另一端與一薄板連接，薄板的質(zhì)量不計(jì)，板上放一重物．用手將重物往下壓，然后突然將手撤去，則重物被彈離之前的運(yùn)動(dòng)情況是()A．加速度一直增大B．加速度一直減小C．加速度先減小后增大D．加速度先增大后減小C[豎直方向的彈簧振子的振動(dòng)也是簡諧運(yùn)動(dòng)，但它的平衡位置在重力與彈力相等的位置，此位置加速度為零．因此從平衡位置將彈簧壓縮以后放手，它的加速度是先減小，到達(dá)平衡位置以后再增大，故選C.](建議用時(shí)：15分鐘)10．(多選)彈簧振子在做簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是()A．在平衡位置時(shí)它的機(jī)械能最大B．在最大位移處時(shí)它的彈性勢(shì)能最大C．從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的動(dòng)能減小D．在振動(dòng)過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒BCD[彈簧振子在振動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒，彈性勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，在最大位移處，彈簧的彈性勢(shì)能最大，在平衡位置時(shí)動(dòng)能最大，在振動(dòng)過程中機(jī)械能保持守恒，故B、C、D正確．]11．一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是()A．若位移為負(fù)值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值B．振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí)，加速度相同，速度也一定相同C．振子每次通過同一位置時(shí)，其速度不一定相同，但加速度一定相同D．振子在平衡位置兩側(cè)對(duì)稱的位置上，其速度、位移都反向C[加速度的方向與位移方向相反，位移方向?yàn)樨?fù)時(shí)，加速度方向一定為正，但速度方向?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)方向，與位移方向無關(guān)，可正可負(fù)，A錯(cuò)；振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí)，加速度為零且速度大小相等，但速度方向不一定相同，B錯(cuò)；每次通過同一位置時(shí)，位移相同，故加速度相同，速度大小相同，但方向不一定相同，C對(duì)；同理在平衡位置兩側(cè)對(duì)稱的位置上，位移方向相反，速度方向可能相同，也可能相反，D錯(cuò)．]12.如圖所示，重物靜止時(shí)處于位置O，向下拉動(dòng)重物，重物便在平衡位置附近振動(dòng)起來，那么豎直方向的彈簧振子所做的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)嗎？[解析]振子的平衡位置為O，設(shè)向下方向?yàn)檎较?，此時(shí)彈簧的形變?yōu)閤0，根據(jù)胡克定律及平衡條件有mg－kx0＝0當(dāng)振子向下偏離平衡位置x時(shí)，有F回＝mg－k(x＋x0)聯(lián)立以上兩式，得F回＝－kx，故彈簧振子的振動(dòng)滿足簡諧運(yùn)動(dòng)的條件，所做的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)．[答案]見解析13.如圖所示，光滑的水平面上放有一彈簧振子，輕彈簧右端連接在滑塊上，已知滑塊質(zhì)量m＝0.5kg，彈簧勁度系數(shù)k＝240N/m，將滑塊從平衡位置O向左平移，將彈簧壓縮5cm，靜止釋放后滑塊在A、B間滑動(dòng)，則：(1)滑塊加速度最大的位置是在A、B、O三點(diǎn)中哪點(diǎn)？此時(shí)滑塊加速度多大？(2)滑塊速度最大的位置是在A、B、O三點(diǎn)中哪點(diǎn)？此時(shí)滑塊速度多大？(假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)具有的最大彈性勢(shì)能為0.3J)[解析](1)由于簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(F,m)＝－eq\f(k,m)x，故加速度最大的位置在最大位移處的A或B兩點(diǎn)，加速度大小a＝eq\f(k,m)x＝eq\f(240,0.5)×0.05m/s2＝24m