2020高中物理 第十一章 机械振动 第2节 简谐运动的回复力和能量课时作业 新人教版选修3-4

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2020高中物理 第十一章 机械振动 第2节 简谐运动的回复力和能量课时作业 新人教版选修3-4

第十一章 第二节 简谐运动的回复力和能量 ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)‎ ‎1.(河北省张家口市2017~2018学年高二下学期第一次月考)如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置在A、B间振动,AB=‎8cm,振子由A点向右运动到B点所需的时间为0.2s,则( D )‎ A.振幅是‎8cm B.从A至C振子做减速运动 C.周期是0.8s D.周期是0.4s 解析:AB=‎8cm,所以振幅是‎4cm,故A错误;越靠近平衡位置速度越大,所以从A至C振子做加速运动,故B错误;振子由A点向右运动到B点所需的时间为0.2s,这是半个周期的时间,所以周期是0.4,故C错,D对。‎ ‎2.如图所示,为质点的振动图象,下列判断中正确的是( A )‎ A.质点振动周期是8s B.振幅是±‎‎2cm C.4s末质点的速度为正,加速度为零 D.10s末质点的加速度为正,速度为零 解析:由振动图象可读得,质点的振动周期为8s,A对;振幅为‎2cm,B错;4秒末质点经平衡位置向负方向运动,速度为负向最大,加速度为零,C错;10s末质点在正的最大位移处,加速度为负值,速度为零,D错。‎ ‎3.如图所示,某同学看到一只鸟落在树枝上的P处,树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后,他把‎50g的砝码挂在P处,发现树枝在10s内上下振动了12次,将‎50g的砝码换成‎500g砝码后,他发现树枝在15s内上下振动了6次,你估计鸟的质量最接近( B )‎ A.‎50g   B.‎200g   ‎ C.‎500g   D.‎‎550g - 6 -‎ 解析:振动系统的频率是由振动系统的自身来决定的。鸟与树枝组成的系统频率f1==0.6Hz,‎50g砝码与树枝组成的系统频率f2==1.2Hz,‎500g砝码与树枝组成的系统频率为f3==0.4Hz,而f3A 解析:因每个全振动所通过的路程为‎4A,故ABC正确,又因振幅为振子的最大位移,而s为时的路程,故s有可能大于A,故D正确。‎ 二、非选择题 ‎6.(吉林大学附中2016年高二下学期检测)如图所示为A、B(实线为A,虚线为B)两个弹簧振子的振动图象,试写出它们的位移方程,并求出相位差Δφ。‎ 答案:xA=2sinπt(cm),xB=2sin(πt+)(cm), 解析:A的位移方程为:xA=2sinπt(cm)。‎ B的位移方程为:xB=2sin(πt+)(cm)。‎ 其相位差Δφ=φB-φA=,则B的相位比A超前。‎ ‎7.(吉林省八校2017~2018学年高二下学期期中联考)弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t=0.2s时,振子速度第一次变为-v;在t=0.5s时,振子速度第二次变为-v。‎ ‎(1)求弹簧振子振动周期T。‎ ‎(2)若B、C之间的距离为‎25cm,求振子在4.0s内通过的路程。‎ ‎(3)若B、C之间的距离为‎25cm。从平衡位置计时,写出弹簧振子位移表达式,并画出弹簧振子的振动图象。‎ 答案:(1)1.0s (2)‎200cm (3)x=12.5sin2πt(cm)‎ 解析:(1)根据弹簧振子简谐运动的对称性可得:T=0.5×2s=1.0s - 6 -‎ ‎(2)若B、C之间距离为‎25cm,则振幅A=×‎25cm=‎‎12.5cm 振子4.0s内通过的路程s=×4×‎12.5cm=‎‎200cm ‎(3)根据x=Asinωt,A=‎12.5cm,ω==2π 得x=12.5sin2πt(cm)振动图象如图所示 - 6 -‎
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