高中物理 第十一章 機械振動 1 簡諧運動自主練習 新人教版選修3-41
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簡諧運動 我夯基我達標 1.一個彈簧振子做簡諧運動，下列說法正確的是（ ) A.加速度最大時，速度也最大 B.速度最大時，位移最大 C.位移最大時，加速度最大 D.位移最小時，速度最大 思路解析：由回復力表達式F=-kx可知，做簡諧運動的物體位移最大時，所受回復力最大，由F=ma知，物體的加速度最大，由運動特點知，這時物體速度最小，且等于零.當振子回到平衡位置時，物體速度最大，加速度這時等于零. 答案：CD 2.如圖11-1-4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，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動情況是（ ) 圖11-1-4 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 思路解析：豎直方向的彈簧振子的振動也是簡諧運動，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（或伸長）以后放手，它的加速度是先減小，到達平衡位置以后再增大. 答案：C 3.一個彈簧振子振動過程中的某段時間內(nèi)，其加速度數(shù)值越來越大，則在這段時間內(nèi)（ ) A.振子的速度越來越大 B.振子正在向平衡位置運動 C.振子的彈性勢能越來越大 D.振子的運動方向與位移方向相反 思路解析：在彈簧振子運動的過程中，回復力、加速度、彈性勢能均隨位移的增大而增大，速度、動能隨位移的增大而減小. 某段時間內(nèi)加速度數(shù)值增大，可見位移增大，物體正在遠離平衡位置，速度方向與位移方向相同，速度正在減小，彈性勢能增大. 答案：C 4.一個質(zhì)點在平衡位置O點附近做簡諧運動，如圖11-1-5所示，若從O點開始計時，經(jīng)過3 s質(zhì)點第一次經(jīng)過M點；再繼續(xù)運動，又經(jīng)過2 s它第二次經(jīng)過M點.則該質(zhì)點第三次經(jīng)過M點所需要的時間是（ ) 圖11-1-5 A.8 s B.4 s C.14 s D.s 思路解析：設圖中a、b兩點為質(zhì)點振動過程中的最大位移處，若開始計時時刻質(zhì)點從O點向右運動，O→M運動過程歷時3 s，M→b→M過程歷時2 s，顯然T/4=4 s，T=16 s，質(zhì)點第三次經(jīng)過M點所需要的時間Δt3=T-2=16-2 s=14 s，故選項C正確. 若開始計時時刻質(zhì)點從O點向左運動，O→a→O→M運動過程歷時3 s，M→b→M運動過程歷時2 s，顯然，T/2+T/4=4 s，T=16/3 s，質(zhì)點第三次再經(jīng)過M點所需要的時間Δt3=T-2=16/3-2 s=10/3 s，故選項D正確. 答案：CD 5.如圖11-1-6所示，一塊涂有碳黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻變速運動，一個裝有水平振針的振動頻率為5 Hz的固定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線，量得OA＝1 cm，OB＝4 cm，OC＝9 cm.求拉力F的大小（g＝10 m/s2）. 圖11-1-6 思路解析：振動周期T＝s＝0.2 s，圖中OA、AB、BC三段運動時間均為：t＝＝0.1 s 根據(jù)勻變速運動：Δs=at2 a=10-2 m/s2=2 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律： F-mg=ma F=m（g+a）=2(10+2) N=24 N. 答案：24 N 我綜合我發(fā)展 6.甲、乙兩彈簧振子質(zhì)量相等，其振動圖象如圖11-1-7所示，則它們振動的機械能大小關系是E甲_________E乙（填“＞”“＝”或“＜”）；振動頻率的大小關系是f甲_________f乙；在0—4 s內(nèi)，甲的加速度為正向最大的時刻是____________，乙的速度為正向最大的時刻是____________. 圖11-1-7 思路解析：想象甲、乙兩彈簧振子沿x軸振動，O為其平衡位置，則聯(lián)系圖象可知，甲的振幅大于乙的振幅，故有E甲＞E乙；甲的周期大于乙的周期，故有f甲
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