第2-3課-簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量-(原卷版)(人教版2019選擇性必修第一冊(cè))

2.3課簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量解題要點(diǎn)梳理：1.判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩種方法：①x-t圖像為正弦曲線；②F-x滿足F=-kx的形式常用判斷步驟：（1）找平衡位置（2）找回復(fù)力（3）找F=-kx（4）找方向關(guān)系2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中兩個(gè)特殊位置x、F、a、v、Ek、Ep量的關(guān)系：最大位移處，x、F、a、Ep最大，v、Ek為零；平衡位置處，x、F、a、Ep為零，v、Ek最大。3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大。4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒，即任意時(shí)刻都有：E=Ep+Ek5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是理想狀態(tài)：實(shí)際的振動(dòng)總是要受到摩擦和阻力，因此在振動(dòng)過(guò)程中需要不斷克服外界阻力做功而消耗能量，振幅會(huì)逐漸減小，最終停下來(lái)?；A(chǔ)鞏固1.（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）（多選）關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解，下列說(shuō)法中正確的是_____。A．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)B．周期、頻率是表征物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)快慢程度的物理量C．位移減小時(shí)，加速度減小，速度增大D．位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同E．物體運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí)，速度的方向與位移的方向相反；背離平衡位置時(shí)，速度方向與位移方向相同2.（2022·河南·鄭州四中高二階段練習(xí)）（多選）彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（）A．振子所受的回復(fù)力逐漸增大B．振子的速度逐漸減小C．振子的位移逐漸減小D．振子的加速度逐漸減小3.（2022·吉林·農(nóng)安縣教師進(jìn)修學(xué)校高二期中）（多選）如圖所示是某一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．在第1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度逐漸增大B．在第1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)加速度逐漸增大C．在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力逐漸增大D．在第4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能逐漸增大4.（2022·山西臨汾·高二階段練習(xí)）（多選）公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)。豎直向上為正方向，以某時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，其振動(dòng)圖象如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小B．t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小C．t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小D．t=T時(shí)，貨物所受合力為零5.（2022·山西·柳林縣鑫飛中學(xué)高二期中）如圖所示的彈簧振子，O為平衡位置，B、C為最大位移位置，以向右的方向?yàn)檎较?，則振子從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中，位移方向?yàn)開(kāi)_______，大小逐漸________，回復(fù)力方向?yàn)開(kāi)_______，大小逐漸________，動(dòng)能逐漸________，勢(shì)能逐漸________。（選填“正”“負(fù)”“增大”或“減小”）6.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，一水平彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，已知物體的質(zhì)量為M。（1）同一振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量取決于___________，物體振動(dòng)時(shí)動(dòng)能和___________相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能___________。（2）物體在振動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中不正確的是()A．物體在平衡位置，動(dòng)能最大，彈性勢(shì)能最小B．物體在最大位移處，彈性勢(shì)能最大，動(dòng)能最小C．物體在向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于物體振幅減小，故總機(jī)械能減小D．在任意時(shí)刻，動(dòng)能與彈性勢(shì)能之和保持不變（3）若物體運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，且m和M無(wú)相對(duì)滑動(dòng)而一起運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．振幅增大

B．振幅減小C．最大動(dòng)能不變

D．最大動(dòng)能減小7.（2021·四川省綿陽(yáng)江油中學(xué)高二階段練習(xí)）如圖所示為一沿水平方向振動(dòng)的彈簧振子的振動(dòng)圖象，求：（1）從計(jì)時(shí)開(kāi)始，什么時(shí)刻第一次達(dá)到動(dòng)能最大?（2）在第2s末到第3s末這段時(shí)間內(nèi)振子的速度、彈性勢(shì)能各怎樣變化?（3）該振子在前100s內(nèi)總位移是多少?（4）寫(xiě)出該振動(dòng)的振動(dòng)方程。8.（2022·寧夏·銀川市第六中學(xué)高二期中）如圖所示的彈簧振子在光滑水平面上以振幅A作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為M的滑塊上面放一質(zhì)量為m的砝碼，砝碼隨滑塊一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，試求：（1）使砝碼隨滑塊一起振動(dòng)的回復(fù)力是什么？它跟位移成正比的比例常數(shù)k'等于多少？（2）當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到振幅一半位置時(shí)，砝碼所受的回復(fù)力有多大？方向如何？能力提升9.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，物塊與疊放在一起，以為平衡位置，在之間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，兩者始終保持相對(duì)靜止，取向右的方向?yàn)檎较颍湔駝?dòng)的位移隨時(shí)間的變化圖像如圖，則下列說(shuō)法正確的是（）A．在時(shí)間內(nèi)，物塊的速度和所受摩擦力都沿負(fù)方向，且都在增大B．從時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，接下來(lái)內(nèi)，兩物塊通過(guò)的路程一定大于C．在某段時(shí)間內(nèi)，兩物塊速度增大時(shí)，加速度可能增大，也可能減小D．兩物塊運(yùn)動(dòng)到最大位移處時(shí)，若輕輕取走，則的振幅不變，最大速度也不變10.（2022·福建寧德·高二期中）（多選）如圖所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為的小球，從離彈簧上端高處由靜止釋放。某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程，他以小球開(kāi)始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸，作出小球所受彈力的大小隨小球下落的位置坐標(biāo)變化的關(guān)系，如圖所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為。以下判斷正確的是（）A．當(dāng)，小球的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和最小B．小球落到彈簧上向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，加速度先減小后增大C．當(dāng)，小球的加速度大小為D．小球動(dòng)能的最大值為11.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，傾角為α的斜面體（斜面光滑且足夠長(zhǎng)）固定在水平地面上，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為時(shí)將物塊由靜止開(kāi)始釋放（物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)），重力加速度為g。(1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度；(2)物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅是多少；(3)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)系，用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移，證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（已知做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體所受的回復(fù)力滿足）12．（2022·江蘇連云港·高二期末）如圖所示，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，下端被固定在水平地面上，上端與質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連，開(kāi)始時(shí)小球靜止于O點(diǎn)。現(xiàn)用