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- 2021-05-27 发布
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2020年高中物理 第11章 第3节 简谐运动的回复力和能量随堂检测 新人教版选修3-4
1.(对应要点一)关于简谐运动的动力学公式F=-kx,以下说法正确的是( )
A.k是弹簧的劲度系数,x是弹簧长度
B.k是回复力跟位移的比例常数,x是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移C.对于弹簧振子系统,k是劲度系数,它由弹簧的性质决定
D.因为k=,所以k与F成正比
解析:k是回复力跟位移的比例常数,对弹簧振子系统,k是弹簧的劲度系数,由弹簧的性质决定; x是弹簧形变的长度,也是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移,故B、C正确。
答案:BC
2.(对应要点二)如图11-3-7所示是弹簧振子做简谐运动的振动图象,可以判定( )
A.从t1到t2时间内系统的动能不断增大,势能不断减小 图11-3-7
B.从t2到t3时间内振幅不断增大C.t3时刻振子处于平衡位置处,动能最大
D.t1、t4时刻振子的动能、速度都相同
解析:t1到t2时间内,x减小,弹力做正功,系统的动能不断增大,势能不断减小,A正确;振幅不随时间而改变,B错误;t3时刻振子位移为零,速度最大,动能最大,C正确;t1和t4时刻振子位移相同,即位于同一位置,其速度等大反向,但动能相同,D错误。
答案:AC
3.(对应要点二)如图11-3-8所示,竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动,当物体到达最低点时,物体恰好掉下一半(即物体质量减少一半),此后振动系统的振幅的变化为( )
A.振幅不变 图11-3-8
B.振幅变大
C.振幅变小
D.条件不够,不能确定
解析:当物体到达最低点时掉下一半(即物体质量减少一半)后,新的系统将继续做简谐运动,机械能也是守恒的,所以还会到达原来的最低点。但是,由于振子质量的减少,新的平衡位置将比原来的平衡位置高,所以振幅变大,故B正确。
答案:B
4.(对应要点三)如图11-3-9所示,竖直轻弹簧两端分别与物块A、
B相连,物块A、B所受重力均为mg,物块B放在固定于水平面上的压力传感器上,物块A在初始位置处于平衡状态。现对物块A施以大小为F=mg的力将其下压一段距离x保持静止,然后撤去力F,当物块A向上运动到初始位置上方距离也是x时( )
A.压力传感器的读数是零 图11-3-9
B.压力传感器的读数是mg/2
C.压力传感器的读数是2mg
D.压力传感器的读数是mg
解析:设物块A在初始位置时弹簧的压缩量为x0,对A列平衡方程:mg=kx0 ①施加力F后,A的平衡方程为
F+mg=k(x+x0) ②
又由于F=mg ③
由①②③得kx=mg,撤去力F的瞬间,物块A所受的回复力F回=k(x+x0)-mg=kx
当物块A向上运动到初始位置上方距离也是x时,由对称性知F回=kx,而kx=mg,可见物块A所受弹簧弹力恰好为零,以物块B为研究对象,受力分析知压力传感器对物块B的支持力为mg,故压力传感器的读数是mg,故选项D正确。
答案:D
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