2019高中物理第十一章课时作业（一）简谐运动（含解析）新人教版 5页

简谐运动1．(多选)下列说法中正确的是(　　)A．弹簧振子的运动是简谐运动B．简谐运动就是指弹簧振子的运动C．简谐运动是匀变速运动D．简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种【解析】　弹簧振子的运动是一种简谐运动，而简谐运动是机械振动中最简单、最基本的运动，故A、D正确．【答案】　AD2．下列振动是简谐运动的有(　　)A．手拍乒乓球的运动B．弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统C．摇摆的树枝D．从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动【解析】　手拍乒乓球，球原来静止的位置为平衡位置，球向上和向下运动过程中受重力，球在到达地面时发生形变，球下移，故乒乓球的运动为机械振动，但不满足F＝－kx，不是简谐运动，A错；B为弹簧振子，为简谐运动，B对；C中树枝摇摆，受树的弹力，但弹力的变化不满足F＝－kx，C错；D既不是机械振动，也不是简谐运动，D错．【答案】　B3.图11114如图11114所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是(　　)A．钢球运动的最高处为平衡位置B．钢球运动的最低处为平衡位置C．钢球速度为零处为平衡位置D．钢球原来静止时的位置为平衡位置【解析】　钢球振动的平衡位置应在钢球重力与弹力相等的位置，即钢球静止时的位置，故D正确．【答案】　D4.图11115一质点做简谐运动，其位移—时间图象如图11115所示，由图象可知(　　)nA．t＝1s时，质点速度为正的最大值，加速度为零B．t＝2s时，质点速度为零，加速度为负的最大值C．t＝3s时，质点速度为正的最大值，加速度为零D．t＝4s时，质点速度为零，加速度为正的最大值【解析】　t＝1s时，位移为零，加速度为零，速度最大，图象斜率为负，即速度为负，选项A错误；t＝2s时，位移为负的最大值，加速度为正的最大值，速度为零，选项B错误；t＝3s时，位移为零，加速度为零，速度最大，图象斜率为正，即速度为正，选项C正确；t＝4s时，质点位移为正的最大值，加速度为负的最大值，速度为零，选项D错误．【答案】　C5．如图11116所示，一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是(　　)图11116A．振子在M、N两点所受弹簧弹力相同B．振子在M、N两点相对平衡位置的位移相同C．振子在M、N两点加速度大小相等D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动【解析】　振子在M、N两点弹力、位移、加速度都等大，反向，故A、B错误，C正确；振子从M到N先做变加速运动，后做变减速运动，D错误．【答案】　C6．卡车在水平道路上行驶，货物随车厢上下做简谐运动而不脱离底板，设向下为正方向，其振动图象如图11117所示，则货物对底板压力小于货物重力的时刻是(　　)图11117A．时刻t1　　　　　　　B．时刻t2C．时刻t4D．无法确定【解析】　t1、t3两个时刻货物经过平衡位置，加速度为零，压力大小等于重力，A错；t2时刻，货物处于最低点，加速度向上且最大，压力大于重力，B错；t4时刻，货物处于最高点，加速度向下且最大，压力小于重力，C对，D错．【答案】　C7．简谐运动中，若位移的方向为负，则下列判断一定正确的是(　　)A．速度为正B．速度为负C．加速度为负D．加速度为正【解析】　速度方向与位移方向无必然联系，A、B错；加速度的方向与位移方向相反，即加速度的方向为正，C错，D对．【答案】　D8.n图11118如图11118所示，简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？【解析】　(1)分析图象可得a、b、e、f的位移均为1cm.c、d点的位移都是－1cm.故与a点位移相同的点为b、e、f三点．(2)由(1)可知，图象上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置．图象上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置．故以上6个点的速度大小相等．再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下．故与a点有相同速度的点为d和e.(3)图象上从a点到b点，对应质点从正方向1cm处先是到达2cm处又返回到1cm处，通过的路程为2cm.从b点到c点，对应质点从正方向1cm处经平衡位置运动到负方向1cm处，通过的路程也为2cm，故从a点到c点总共通过的路程为4cm.【答案】　(1)b、e、f　(2)d、e　(3)4cm9.图11119如图11119所示，轻质弹簧一端固定在地面上，另一端与一薄板连接，薄板的质量不计，板上放一重物．用手将重物往下压，然后突然将手撤去，则重物被弹离之前的运动情况是(　　)A．加速度一直增大B．加速度一直减小C．加速度先减小后增大D．加速度先增大后减小【解析】　竖直方向的弹簧振子的振动也是简谐运动，但它的平衡位置在重力与弹力相等的位置，此位置加速度为零．因此从平衡位置将弹簧压缩以后放手，它的加速度是先减小，到达平衡位置以后再增大，故选C.【答案】　C10．如图11120甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线．若振动曲线如图乙所示，由图象判断下列说法正确的是(　　)n甲乙图11120A．振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB．1s末到5s末振子的路程为10cmC．2s和4s末振子的位移相等，运动方向也相同D．振子在2s内完成一次往复性运动【解析】　由图象可知振子偏离平衡位置的最大距离为10cm，4s内完成一次往复性运动，A对，D错；1s末到5s末振子的路程是振子运动路径的总长40cm，故B错误；2s末和4s末振子位移均为零，位移相同，2s末振子向负方向运动，4s末振子向正方向运动，运动方向相反，故C错误．【答案】　A11.图11121某弹簧振子的振动图象如图11121所示．根据图象判断，下列说法正确的是(　　)A．第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B．第2s末振子相对于平衡位置的位移为－20cmC．第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移不相同，但瞬时速度方向相反D．第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反【解析】　第1s内振子相对于平衡位置的位移为正方向，速度方向也为正方向，A错；第2s末振子在平衡位置，位移为零，B错；第3s末振子相对于平衡位置的位移为－20cm，第2s末振子恰好过平衡位置，且正向－x轴方向运动，而第3s末振子瞬时速度刚好为零，所以C错；第2s内振子的位移方向与速度方向相反，所以D正确．【答案】　D12.n图11122如图11122所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：(1)质点在第2s末的位移是多少？(2)质点振动过程中的最大位移为多少？(3)在前4s内，质点经过的路程为多少？【解析】　(1)由xt图象可以读出2s末质点的位移为零．(2)质点的最大位移在前4s内发生在1s末和3s末，位移大小为10cm.(3)前4s，质点先朝正方向运动了距离为10cm的一个来回，又在负方向上运动了一个10cm距离的来回，故总路程为40cm.【答案】　(1)0　(2)10cm　(3)40cm