简谐运动的回复力和能量、单摆(基础篇)

1、.简谐运动的回复力和能量、单摆根底篇一、选择题1以下关于简谐运动的说法，正确的选项是 A只要有回复力，物体就会做简谐运动 B物体做简谐运动时，速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向一样 C物体做简谐运动时，加速度最大，速度也最大 D物体做简谐运动时，加速度和速度方向总是与位移方向相反2如下图，为一弹簧振子做简谐运动的振动图像，在t1时刻与t2时刻振子具有一样的 A加速度 B速度 C回复力 D位移3做简谐运动的物体阳平衡位置运动时，速度越来越大的原因是 A回复力对物体做了正功 B物体惯性的作用C物体的加速度与速度同向 D弹性势能转变为动能4单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是

2、 A摆线质量不计 B摆线长度不伸缩 C摆球的直径比摆线长度短得多 D只要是单摆的运动就是一种简谐运动5利用单摆测重力加速度时，假设测得g值偏大，那么可能是因为 A单摆的摆锤质量偏大 B测量摆长时，只考虑了悬线长，忽略了小球的半径 C测量周期时，把n次全振动误认为是n+1次全振动 D测量周期时，把n次全振动误认为是n1次全振动6把在北京调准的摆钟，由北京移到赤道上时，摆钟的振动 A变慢了，要使它恢复准确，应增加摆长 B变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长 C变快了，要使它恢复准确，应增加摆长 D变快了，要使它恢复准确，应缩短摆长7有一天体半径为地球半径的2倍，平均密度与地球一样，在地球外表走时准确

3、的摆钟移到该天体的外表，秒针走一圈的实际时间为 Amin Bmin Cmin D2 min8摆长为的单摆做简谐运动，假设从某时刻开场计时即取t=0，当振动至时，摆球恰具有负向最大速度，那么单摆的振动图像是图中的 9如下图为甲、乙两单摆的振动图像，那么 A假设甲、乙两单摆在同一地点摆动，那么甲、乙两单摆的摆长之比甲乙=21 B假设甲、乙两单摆在同一地点摆动，那么甲、乙两单摆的摆长之比甲乙=41 C假设甲、乙两单摆摆长一样，且在不同的星球上摆动，那么甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲g乙=41D假设甲、乙两单摆摆长一样，且在不同的星球上摆动，那么甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲g乙=

4、1410如下图，用绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐运动，那么 A当小球每次通过平衡位置时，动能一样 B当小球每次通过平衡位置时，速度一样 C当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力 一样 D撤去磁场后，小球摆动周期变大11一个单摆，在第一个行星上的周期为T1，在第二个行星上的周期为疋，假设这两个行星的质量之比为M1M2=41，半径之比R1R2=21，那么 AT1：T2=11 BT1T2=41 CT1：T2=21 DT1T2=12二、填空题12如下图，一个轻质弹簧一端固定在墙上，一质量为m=1 kg的滑块以v=6 ms的速度沿光滑程度面向左运动与弹簧相碰，弹簧被压缩，那么此系统的最大弹性

5、势能为_J当滑块压缩弹簧速度减为2 ms时，此系统的弹性势能为_J13如下图为一单摆及其振动图像，根据图答复： 1单摆的振幅为_，频率为_，摆长约为_；图中所示周期内位移x最大的时刻为_ 2假设摆球从E指向G为正方向，为最大摆角，那么图像中O、A、B、C点分别对应单摆中_点一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是一势能增加且速度为正的时间范围是_。 3单摆摆球屡次通过同一位置时，下述物理量变化的是_ A位移 B速度 C加速度 D动量 E动能 F摆线张力 4当在悬点正下方O处有一光滑程度细钉可挡住摆线，且，那么单摆周期为_s，挡后绳张力_。三、解答题14弹簧振子的质量是2 kg，当它

6、运动到平衡位置左侧2 cm时受到的回复力是4 N，求： 当它运动到平衡位置右侧4 cm时，受到的回复力的大小和方向以及加速度的大小和方向15如图1l-3-12所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两物体，mA=0.1 kg，mB=0.5 kg，系统静止时弹簧伸长15 cm，假设剪断A、B间的细绳，A做简谐振动，其最大加速度和振幅是多少？g取10 ms2【答案与解析】一、选择题1【答案】B 【解析】所有振动都必须有回复力，而只有满足F=kx的才是简谐运动，A项错误；简谐运动中，速度方向在向平衡位置运动时，与位移方向相反，在远离平衡位置时，与位移方向一样，B项正确；由于F=kx，因此加速度最大时，位

7、移最大，而此时速度最小，C项错误；综上知D项错误2【答案】B 【解析】由题图像可知t1时刻位移为2.5 cm，t2时刻位移为2.5 cm，又由公式F=kx知t1、t2两时刻回复力Fl、F2大小相等、方向相反，即加速度大小相等、方向相反，故A、C、D三项错误，而tl、t2时刻速度大小、方向一样3【答案】A、C 【解析】物体向平衡位置运动时，回复力与运动方向同向，做正功，A项正确；加速度与速度都指向平衡位置方向，C项正确；速度越来越大，物体的势能转化为动能，但不一定是弹性势能，也可能有重力势能参与转化，D项错误；而B项显然错误4【答案】A、B、C 【解析】单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量

8、，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A、B、C三项正确但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在摆角很小10的情况下才能视单摆的运动为简谐运动5【答案】C 【解析】由单摆周期公式知，而，所以，由此可知C项正确6【答案】B 【解析】把标准摆钟从北京移到赤道上，重力加速度g变小，那么周期，摆钟显示的时间小于实际时间，因此变慢了要使它恢复准确，应缩短摆长，B项正确7【答案】B 【解析】摆钟的周期可借助单摆的周期公式来讨论由于是同一单摆，其摆长可认为不变，那么其周期与重力加速度的平方根成反比由万有引力定律得，即gR 由以上的推理可知，所以B项正确8【答案】D 【解析】，最大速度时，单摆应在平衡位置

9、，x=0，v方向，沿y轴负方向，故D项正确9【答案】B、D 【解析】由题中图像可知T甲T乙=21，假设两单摆在同一地点，那么两摆长之比为甲乙=41；假设两摆长相等，那么所在星球的重力加速度之比为g甲g乙=1410【答案】A 【解析】小球在磁场中运动时，由于洛伦兹力不做功，所以机械能守恒运动到最低点，小球的速度大小一样，但方向可能不同，A项正确，B项错误小球左、右通过最低点，向心力一样，洛伦兹力方向相反，所以拉力不同，C项不正确由于洛伦兹力不提供回复力，因此有无磁场，不影响振动周期，D项错误11【答案】A 【解析】单摆的周期公式为，同一单摆即有又根据万有引力定律，有，因此，故，故A项正确二、填空

10、题12【答案】18 16 【解析】滑块左滑至压缩弹簧的过程中，弹簧及滑块的总机械能守恒，压缩至最短过程历时，当v=2 ms时，13【答案】13 cm 0.5 Hz 1 m 0.5 s末和1.5 s末 2E、G、E、F 1.52.0 s间 00.5 s间 3B、D 41.5 变大 【解析】4放钉后改变了摆长因此单摆周期应分成钉左侧的半个周期，前已求出摆长为1 m，所以；钉右侧的半个周期，所以T=t左+t右=1.5 s由受力分析，张力，因为钉挡绳前后瞬间摆球速度不变，球重力不变，挡后摆线长为挡前的，所以挡后绳张力变大三、解答题14【答案】【解析】F=kx，所以力F1的大小为F1=kx1=4 N，由此可解得k=200 Nm，那么F2=kx2=2004102 N=8 N，由于位移向右，回复力f2方向向左根据牛顿第二定律知，方向向左15【答案】见解析【解析】此题等效于用F