2.3简谐运动的回复力和能量题型归纳（含解析）2025-2026人教版（2019）高中物理选择性必修一

2.3 简谐运动的回复力和能量题型归纳 【题型1 简谐运动的回复力】 【例1】如图所示，对做简谐运动的弹簧振子的受力情况分析正确的是（ ） A．重力、支持力、弹簧的弹力 B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力 C．重力、支持力、回复力、摩擦力 D．重力、支持力、摩擦力、弹簧的弹力 【变式1-1】如图所示，斜面体固定在水平地面上，滑块和弹簧组成弹簧振子，滑块在光滑斜面上的A、B两点之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是（ ） A．滑块运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 B．滑块运动到O点时，弹簧的弹力为0 C．滑块由A向O运动过程中，弹簧弹性势能一直在减小 D．滑块由O向B运动过程中，滑块的机械能一直在增大 【变式1-2】如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是（ ） A．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C．物块A受重力、支持力及B对它的回复力 D．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 【变式1-3】如图，一圆柱形木头漂浮在水中，M、O、N为木头上的三个点。当木头静止时，水面恰好过O点。用手将木头向下压，使M点到达水面，松手后，木头上下做简谐运动，上升到最高处时，N点到达水面。木头做简谐运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A．M点到达水面时，木头的速度最大 B．N点到达水面时，木头所受回复力最小 C．O点到达水面时，木头的速度最大 D．木头自下而上上升到最高处时，其速度一直在增大 【题型2 简谐运动的能量】 【例2】如图所示，竖直轻弹簧上端与一个质量为m的小球相连，下端固定在地面上，用力向下压小球并从静止释放，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，振动到最高点时弹簧恰好恢复原长，重力加速度为g，弹簧在弹性限度内，则小球在振动过程中弹簧的最大弹性势能为 ，小球在最低点时所受弹簧的弹力大小为 。 【变式2-1】如图所示，在斜面上有一个弹簧振子，从A点由静止释放，O点为振动的平衡位置，振动物体在A、B两点之间做简谐运动，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A．振动物体在O点时，弹簧处于原长，弹簧振子的弹性势能为0 B．在振动物体运动的过程中，由弹簧弹力充当回复力 C．振动物体在B点时弹簧的弹性势能一定比振动物体在A点时的大 D．振动物体从A向B运动的过程中，其速度和加速度方向始终相同 【变式2-2】（多选）如图所示，质量均为m的四个小球A、B、C、D，通过轻绳或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g，两根弹簧的劲度系数均为k，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A．若将 B、C间的细线剪断，此后A、B间弹簧始终处于拉伸状态 B．若将 B、C间的细线剪断，此后 B的加速度最大值为2g C．若将B、C间的细线剪断，落地前C、D与轻弹簧组成的系统机械能守恒 D．若将C、D间的弹簧剪断，此后C的最大动能为 【变式2-3】（多选）如图甲所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放（不计空气阻力）并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T，图乙为其振动图像。则（ ） A．整个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B．在时间内，小球从最低点向上运动的距离小于 C．在时刻，小球动能最小 D．在时刻，弹簧弹性势能最大 【题型3 判断物体是否做简谐运动】 【例3】（1）两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为、，它们与一个质量为的小球组成的弹簧振子如图1所示。试证明弹簧振子做的运动是简谐运动。 （2）如图2所示，弹簧劲度系数为，试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动。 【变式3-1】如图甲所示，一个劲度系数为k的轻弹簧一 ... ...