新教材2024-2025學(xué)年高中物理第2章機(jī)械振動(dòng)第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)分層作業(yè)魯科版選擇性必修第一冊(cè)

第2章機(jī)械振動(dòng)第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)A級(jí)必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.(多選)關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.回復(fù)力總指向平衡位置B.加速度、速度方向恒久一樣C.在平衡位置加速度、速度均達(dá)到最大值D.在平衡位置速度達(dá)到最大值,而加速度為零2.(多選)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子除平衡位置外,在其他位置時(shí),關(guān)于它的加速度方向,下列說(shuō)法正確的是()A.肯定與速度方向相同B.有時(shí)與速度方向相同,有時(shí)與速度方向相反C.總是指向平衡位置D.總是與位移方向相反3.關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中彈簧振子的合力和位移的關(guān)系,圖中表示正確的是()4.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧振子的平衡位置肯定在彈簧的原長(zhǎng)位置B.彈簧振子的平衡位置可能在彈簧的原長(zhǎng)位置C.彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)D.彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是振動(dòng),不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)5.(2024福建廈門(mén)高二期末)某魚(yú)漂重力為G,其示意圖如圖所示,O、M、N為魚(yú)漂上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)魚(yú)漂靜止時(shí),水面恰好過(guò)O點(diǎn)。用手將魚(yú)漂向下壓,使M點(diǎn)到達(dá)水面,松手后,魚(yú)漂的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),上升到最高處時(shí),N點(diǎn)到達(dá)水面,此時(shí)魚(yú)漂具有(選填“向上”或“向下”)的加速度。若N點(diǎn)到達(dá)水面時(shí)魚(yú)漂所受的浮力為45G,則M點(diǎn)到達(dá)水面時(shí)魚(yú)漂所受的浮力為6.如圖所示,光滑的水平面上放有一輕彈簧,輕彈簧右端固定在滑塊上,已知滑塊質(zhì)量m=0.5kg,彈簧勁度系數(shù)k=240N/m,將滑塊從平衡位置O向左平移,將彈簧壓縮5cm,靜止釋放后滑塊在A、B間滑動(dòng)。(1)滑塊加速度最大是在A、B、O三點(diǎn)中的哪幾點(diǎn)?此時(shí)滑塊加速度大小為多少?(2)假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)具有的最大彈性勢(shì)能為0.3J,滑塊速度最大是在A、B、O三點(diǎn)中的哪點(diǎn)?此時(shí)滑塊速度為多大?(保留兩位有效數(shù)字)B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練7.(多選)如圖所示,物體A置于物體B上,一輕彈簧一端固定,另一端與B相連,在彈性限度范圍內(nèi),A和B在光滑水平面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力),并保持相對(duì)靜止,則下列說(shuō)法正確的是()A.A和B均做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B.作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比C.B對(duì)A的靜摩擦力對(duì)A做功,而A對(duì)B的靜摩擦力對(duì)B不做功D.B對(duì)A的靜摩擦力始終對(duì)A做正功,而A對(duì)B的靜摩擦力對(duì)B做負(fù)功8.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧沿豎直方向放置在水平地面上,其下端固定,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí),其上端位于O點(diǎn)?，F(xiàn)有一小球從O點(diǎn)由靜止釋放,將彈簧壓縮至最低點(diǎn)(彈簧始終處于彈性限度內(nèi))。在此過(guò)程中,關(guān)于小球的加速度a隨下降位移x的改變關(guān)系正確的是()9.關(guān)于水平放置的彈簧振子的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.若位移為負(fù)值,則速度肯定為正值,加速度也肯定為正值B.物體通過(guò)平衡位置時(shí),速度為零,加速度最大C.物體每次通過(guò)平衡位置時(shí),加速度相同,速度也肯定相同D.物體每次通過(guò)同一位置時(shí),其速度不肯定相同,但加速度肯定相同10.(2024江蘇宿遷高二期末)如圖所示,一個(gè)傾斜的彈簧振子從A點(diǎn)釋放,O點(diǎn)為振動(dòng)的平衡位置,物體在A、B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦,下列說(shuō)法正確的是()A.整個(gè)過(guò)程中物體的機(jī)械能守恒B.在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由彈簧彈力充當(dāng)回復(fù)力C.彈簧振子在B點(diǎn)的彈性勢(shì)能肯定比在A點(diǎn)的彈性勢(shì)能大D.從A到B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,物體的速度和加速度方向始終相同11.如圖所示,質(zhì)量為m=0.5kg的物體放在質(zhì)量為M=5.5kg的平臺(tái)上,隨平臺(tái)上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),向下最低運(yùn)動(dòng)到距平衡位置為A=0.3m處。設(shè)在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,二者始終保持相對(duì)靜止。已知彈簧的勁度系數(shù)為k=400N/m,g取10m/s2,試求:(1)兩者處于平衡位置時(shí),彈簧的形變量;(2)二者一起運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),物體對(duì)平臺(tái)的壓力大小。

參考答案第2章機(jī)械振動(dòng)第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1.AD回復(fù)力是使物體回到平衡位置的力,選項(xiàng)A正確;加速度方向始終指向平衡位置,速度方向可能指向平衡位置,也可能背向平衡位置,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;平衡位置位移為零,據(jù)a=-kxm2.BCD回復(fù)力指使物體回到平衡位置的力,對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)而言,其大小必與位移大小成正比,其方向必與位移方向相反,并總是指向平衡位置,而加速度的方向與回復(fù)力的方向相同;由于彈簧振子的運(yùn)動(dòng)具有周期性,故加速度方向與速度方向有時(shí)相同,有時(shí)相反,故A錯(cuò)誤,B、C、D正確。3.C依據(jù)F=-kx可知,回復(fù)力與位移的關(guān)系圖像為一條直線,斜率為負(fù)值,選項(xiàng)C正確。4.BC通過(guò)水平、豎直彈簧振子來(lái)分析其平衡位置,水平彈簧振子其平衡位置就在彈簧原長(zhǎng)的位置。在豎直懸掛的彈簧下端固定一個(gè)鋼球,它們組成了一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),其平衡位置不在彈簧的原長(zhǎng)位置,而是在彈力與重力平衡(即合力為零)的位置,故A錯(cuò)誤,B正確;彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤。5.解析由于魚(yú)漂在水中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置,而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力滿意F=-kx,由牛頓其次定律得a=-kxm;可知加速度方向始終和位移方向相反,當(dāng)N點(diǎn)到達(dá)水面時(shí),魚(yú)漂具有向下的加速度。若N點(diǎn)到達(dá)水面時(shí)魚(yú)漂所受的浮力為45G,由牛頓其次定律得G-45G=mamax,解得amax=15g,當(dāng)M點(diǎn)到達(dá)水面時(shí),由牛頓其次定律得F浮-G=mamax,解得F浮答案向下656.解析(1)由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度a=Fm=-km故加速度最大的位置在最大位移處的A、B兩點(diǎn),加速度大小a=kmx=2400.5×0.05m/s2(2)在平衡位置O滑塊的速度最大。依據(jù)機(jī)械能守恒,有Epm=12故vm=2Epmm=答案(1)A點(diǎn)、B點(diǎn)24m/s2(2)O點(diǎn)1.1m/s7.AB物體A、B保持相對(duì)靜止,在輕質(zhì)彈簧的作用下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故A正確;對(duì)A、B整體由牛頓其次定律kx=(mA+mB)a,對(duì)A由牛頓其次定律Ff=mAa,解得Ff=mAkmA+mBx,故B正確;在靠近平衡位置的過(guò)程中,B對(duì)A的摩擦力對(duì)A做正功,在遠(yuǎn)離平衡位置的過(guò)程中,B對(duì)A8.A小球受豎直向下的重力和豎直向上的彈力,下降位移x為彈簧的形變量,設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k,依據(jù)牛頓其次定律mg-kx=ma,可得a=g-kmx9.D如圖所示,因?yàn)閺椈烧褡拥奈灰剖且云胶馕恢肙為起點(diǎn)的,設(shè)向右為正,則當(dāng)物體在OB段時(shí),位移為正,在OA段時(shí)位移為負(fù),可見(jiàn)當(dāng)物體由O向A運(yùn)動(dòng)時(shí)其位移為負(fù)值,速度也是負(fù)值,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體在平衡位置時(shí),彈力為零,加速度a為零,但速度最大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體在平衡位置O時(shí),速度方向可以是不同的,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;位移相同時(shí),彈簧產(chǎn)生彈力相同,加速度a相同,但物體在該點(diǎn)的速度方向可以向左,也可以向右,故選項(xiàng)D正確。10.C整個(gè)過(guò)程中物體以及彈簧組成的系統(tǒng)只有重力和彈力做功,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由彈簧彈力與重力的分力mgsinθ的合力充當(dāng)回復(fù)力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;彈簧振子在振動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能和彈性勢(shì)能的總量不變,在A、B兩點(diǎn)的動(dòng)能均為零,且在B點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能比在A點(diǎn)小,則在B點(diǎn)的彈性勢(shì)能肯定比在A點(diǎn)的彈性勢(shì)能大,選項(xiàng)C正確;從A到O物體做加速運(yùn)動(dòng),速度和加速度方向相同;從O到B物體做減速運(yùn)動(dòng),速度和加速度方向相反,選項(xiàng)D錯(cuò)誤