2019-2020年高中物理 第1章 第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課時(shí)訓(xùn)練 魯科版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課時(shí)訓(xùn)練 魯科版選修3-4 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1.(基礎(chǔ)理論辨析題)關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)不一定是水平方向的運(yùn)動(dòng) B.所有的振動(dòng)都可以看作是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) C.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子在某段時(shí)間內(nèi)速度越來(lái)越大,振子的位移越來(lái)越大 D.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子在某段時(shí)間內(nèi)速度越來(lái)越大,振子速度方向與位移方向相反 E.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),加速度最大時(shí),速度最大 F.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),回復(fù)力最大時(shí),加速度最大 2.下列運(yùn)動(dòng)中屬于機(jī)械振動(dòng)的是 ( ) A.樹(shù)枝在風(fēng)的作用下運(yùn)動(dòng) B.豎直向上拋出的物體的運(yùn)動(dòng) C.說(shuō)話時(shí)聲帶的運(yùn)動(dòng) D.爆炸聲引起窗扇的運(yùn)動(dòng) 3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于下列哪一種運(yùn)動(dòng) ( ) A.勻速運(yùn)動(dòng) B.勻變速運(yùn)動(dòng) C.非勻變速運(yùn)動(dòng) D.機(jī)械振動(dòng) 4.(xx忻州高二檢測(cè))水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí),加速度的大小是2m/s2,方向指向B點(diǎn);當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí),加速度的大小是3m/s2,方向指向A點(diǎn),平衡位置為O點(diǎn),下面有關(guān)A、B兩點(diǎn)的位置關(guān)系正確的是 ( ) 5.如圖所示的彈簧振子,O點(diǎn)為它的平衡位置,當(dāng)振子m離開(kāi)O點(diǎn),再?gòu)腁點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),振子離開(kāi)平衡位置的位移是( ) A.大小為OC,方向向左 B.大小為OC,方向向右 C.大小為AC,方向向左 D.大小為AC,方向向右 6.物體在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,有兩點(diǎn)A、A′關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng),則物體 ( ) A.在A點(diǎn)和A′點(diǎn)的位移相同 B.在兩點(diǎn)處的速度可能相同 C.在兩點(diǎn)處的加速度可能相同 D.在兩點(diǎn)處的動(dòng)能一定相同 7.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 8.如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在彈簧上,與彈簧一起在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)振幅為A時(shí),物體對(duì)彈簧的最大壓力是物重的1.5倍,則物體對(duì)彈簧的最小壓力是多少?要使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,振幅不能超過(guò)多大? 【能力提升】 1.(xx金華高二檢測(cè))如圖,O點(diǎn)為平衡位置,當(dāng)振子由A向O運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)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.振子的位移大小在增大 2.如圖所示,在光滑的水平桌面上有一彈簧振子,彈簧的勁度系數(shù)為k。開(kāi)始時(shí),振子被拉到平衡位置O的右側(cè)A處,此時(shí)彈簧的彈力的大小為F,振子靜止,然后釋放振子,振子從初速度為零的狀態(tài)開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0后,第一次到達(dá)平衡位置O處,此時(shí)振子的速度為v0,則在這一過(guò)程中振子的平均速度 ( ) A.等于 B.等于 C.大于 D.小于 3.如圖所示,一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),先后以同樣的速度通過(guò)相距10cm的A、B兩點(diǎn),歷時(shí)0.5s,過(guò)B點(diǎn)后再經(jīng)過(guò)t=0.5s,質(zhì)點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度再次通過(guò)B點(diǎn),則質(zhì)點(diǎn)從離開(kāi)O點(diǎn)到再次回到O點(diǎn)歷時(shí)(O點(diǎn)為AB的中點(diǎn)) ( ) A.0.5 s B.1.0 s C.2.0 s D.4.0 s 4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中,若位移的方向?yàn)樨?fù),則下列判斷一定正確的是 ( ) A.速度為正 B.速度為負(fù) C.加速度為負(fù) D.回復(fù)力為正 5.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,質(zhì)量為m的物體A放在質(zhì)量為M的物體B上,B與彈簧相連,它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)過(guò)程中,A、B之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,求當(dāng)物體離開(kāi)平衡位置的位移為x時(shí),B對(duì)A的摩擦力。 答案解析 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1.【解析】選A、D、F。物體的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)并不一定只在水平方向發(fā)生,各個(gè)方向都有可能發(fā)生,A對(duì);簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的振動(dòng),只有振動(dòng)的回復(fù)力滿足F回=-kx才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),B錯(cuò);彈簧振子在某段時(shí)間內(nèi)速度越來(lái)越大,說(shuō)明指向平衡位置運(yùn)動(dòng),故位移越來(lái)越小,C錯(cuò);速度增大時(shí),方向指向平衡位置,位移方向是背離平衡位置的,所以速度方向與位移方向相反,D對(duì);做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,當(dāng)位移最大時(shí),回復(fù)力最大,加速度最大,而速度為零,E錯(cuò),F(xiàn)對(duì)。 2.【解析】選A、C、D。物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)屬于機(jī)械振動(dòng),故A、C、D正確;豎直向上拋出的物體到最高點(diǎn)后返回落地,不具有運(yùn)動(dòng)的往復(fù)性,因此不屬于機(jī)械振動(dòng),故B錯(cuò)誤。 3.【解析】選C、D。以彈簧振子為例,振子是在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng),并且平衡位置處合力為零,加速度為零,速度最大。從平衡位置向最大位移運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由F=-kx可知,振子受力是變化的,因此加速度也是變化的,故A、B兩項(xiàng)錯(cuò),C項(xiàng)正確。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的機(jī)械振動(dòng),D項(xiàng)正確。 4.【解析】選C。彈簧振子的加速度的方向始終指向平衡位置O,A點(diǎn)加速度方向指向B,B點(diǎn)加速度方向指向A,故O點(diǎn)在點(diǎn)A、B之間,A、B錯(cuò);彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度小于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度,由加速度公式a=,可知A點(diǎn)距平衡位置的距離比B點(diǎn)距平衡位置的距離小,故C對(duì),D錯(cuò)。 【變式備選】如圖所示為一彈簧振子,O為平衡位置,設(shè)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,加速度為負(fù) C.C→O位移為負(fù),加速度為正 D.O→B位移為負(fù),速度為負(fù) 【解析】選A、B、D。B→O時(shí),振子在O點(diǎn)的左側(cè)向右運(yùn)動(dòng),其位移是負(fù)值,速度是正值,故A對(duì)。O→C時(shí),振子在O點(diǎn)的右側(cè)向右運(yùn)動(dòng),其位移和速度都是正值,而加速度指向左側(cè),是負(fù)值,故B對(duì)。C→O時(shí),振子在O點(diǎn)的右側(cè)向左運(yùn)動(dòng),其位移是正值,加速度指向左側(cè),是負(fù)值,故C錯(cuò)。O→B時(shí),振子在O點(diǎn)的左側(cè)向左運(yùn)動(dòng),其位移是負(fù)值,速度是負(fù)值,故D對(duì)。 5.【解析】選B。振子離開(kāi)平衡位置,以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn),C點(diǎn)為終點(diǎn),位移大小為OC,方向向右。 6.【解析】選B、D。根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知關(guān)于平衡位置的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),物體的位移大小相等,但方向相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反,故選項(xiàng)B正確;物體的加速度大小相等,方向相反,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于速度大小相等,故動(dòng)能相同,選項(xiàng)D正確。 7.【解析】選C。豎直方向的彈簧振子的振動(dòng)也是簡(jiǎn)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。因此從這一位置再將彈簧壓縮(或拉伸)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。 8.【解析】由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性知: 物體在最低點(diǎn)時(shí): F回=1.5mg-mg=ma?、? 在最高點(diǎn)時(shí): F回=mg-N=ma?、? 由①②兩式聯(lián)立解得N=mg。 由以上可以得出振幅為A時(shí)最大回復(fù)力為0.5mg, 所以有kA=0.5mg?!、? 欲使物體在振動(dòng)中不離開(kāi)彈簧,則最大回復(fù)力可為mg,所以有kA′=mg?、? 由③④兩式聯(lián)立解得A′=2A。 答案:mg 2A 【能力提升】 1.【解析】選A、B。由于振子在O點(diǎn)的右側(cè)由A向O運(yùn)動(dòng),所以振子的位移方向向右,且大小在不斷減小,故A、B正確。 2.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn): (1)根據(jù)回復(fù)力表達(dá)式,結(jié)合平均速度公式求解。 (2)分析加速度的變化,利用v-t圖像判斷。 【解析】選B、C。振子在A處時(shí)彈簧的拉力為F,由此可知O、A之間位移為x=,經(jīng)時(shí)間t0振子回到平衡位置。所以,在時(shí)間t0內(nèi)的位移大小為x,平均速度==,故B對(duì)。由于振子做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度最大,加速度為零,其v -t圖像如圖所示, 由此可知平均速度>,故C正確,A、D錯(cuò)誤。 3.【解析】選B。根據(jù)題意,由振動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知:AB的中點(diǎn)為平衡位置,A、B兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布在O點(diǎn)兩側(cè)。質(zhì)點(diǎn)從平衡位置O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間應(yīng)為tOB=0.5s=0.25s。質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)向右到達(dá)右方極端位置(D點(diǎn))的時(shí)間tBD=0.5s=0.25 s。所以質(zhì)點(diǎn)從離開(kāi)O點(diǎn)到再次回到O點(diǎn)的時(shí)間t=2tOD=2(0.25+0.25)s=1.0s,故正確選項(xiàng)為B。 4.【解析】選D。速度方向與位移方向無(wú)必然聯(lián)系,A、B錯(cuò),回復(fù)力和加速度的方向與位移方向相反,即回復(fù)力和加速度的方向都為正,C錯(cuò)D對(duì)。 5.【解析】A、B兩物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力由彈簧的彈力提供,當(dāng)物體離開(kāi)平衡位置的位移為x時(shí),回復(fù)力大小F=kx,A和B的共同加速度大小a==,而物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力由A受到的靜摩擦力提供,由此可知f=ma=m。 答案:m 【總結(jié)提升】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與力學(xué)綜合題的分析方法 (1)根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特點(diǎn),正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析,找出回復(fù)力的來(lái)源。特別注意在兩個(gè)最大位移點(diǎn)和平衡位置時(shí)振動(dòng)物體的回復(fù)力的特點(diǎn),必要時(shí)應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律列方程。 (2)分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各物理量的變化時(shí),要明確各物理量是矢量還是標(biāo)量,同時(shí)要注意平衡位置和最大位移處是各物理量變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 (3)在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能保持不變。因此,要注意動(dòng)能最小時(shí),勢(shì)能最大;動(dòng)能最大時(shí),勢(shì)能最小。 (4)對(duì)稱(chēng)性是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的重要特性,在處理問(wèn)題時(shí)若能靈活利用對(duì)稱(chēng)性解題,常使問(wèn)題大為簡(jiǎn)化,往往收到事半功倍的效果。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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