《创新课堂》第二章 机械振动3.简谐运动的回复力和能量 课时跟踪检测（含答案）高中物理选择性必修第一册（人教版）

3.简谐运动的回复力和能量 知识点一　简谐运动的回复力 1.〔多选〕如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是（　　） A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用 B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 C.振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大 D.振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置 2.（2025·江苏南京月考）小南同学为研究浮漂在水中的振动情况，设计了如图甲所示的实验装置。浮漂下方绕上铁丝后放在静水中，浮漂静止后，将其向下缓慢按压后放手，浮漂上下振动，其运动近似为竖直方向的简谐振动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，浮漂振动图像如图乙所示，则（　　） A.浮漂的回复力仅由浮力提供 B.浮漂的振幅为8 cm C.振动频率与按压的深度有关 D.0.1～0.2 s内，浮漂的加速度大小增加 知识点二　简谐运动的能量 3.在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是（　　） A.速度、加速度和动能 B.加速度、动能、回复力和位移 C.加速度、速度、动能和位移 D.位移、动能、速度和回复力 4.〔多选〕（2025·辽宁锦州阶段练习）如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子做简谐运动，取小球平衡位置为x轴原点O，竖直向下为x轴正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，已知小球质量m＝4 kg，t＝0.1π s时弹簧弹力为0，重力加速度取g＝10 m/s2，下列说法正确的是（　　） A.弹簧劲度系数为100 N/m B.弹簧劲度系数为200 N/m C.0.1π～0.3π s时间内，小球动能与重力势能之和增大 D.0.1π～0.3π s时间内，小球动能与重力势能之和减小 5.如图所示是竖直方向的弹簧振子在0～0.4 s内做简谐运动的图像，由图像可知（　　） A.在0.25～0.3 s内，弹簧振子的回复力越来越小 B.t＝0.7 s时刻，弹簧振子的速度最大 C.系统的动能和势能相互转化的周期为0.4 s D.系统的动能和势能相互转化的周期为0.2 s 6.〔多选〕光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子的系统总能量表达式为E＝kA2，其中k为弹簧的劲度系数，A为简谐运动的振幅。若振子质量为0.25 kg，弹簧的劲度系数为25 N/m。起振时系统具有势能0.06 J和动能0.02 J，则下列说法正确的是（　　） A.振子的最大加速度为8 m/s2 B.振子经过平衡位置时的速度为0.4 m/s C.若振子在最大位移处时，质量突变为0.4 kg，则振子经过平衡位置的动能增大 D.若振子在最大位移处时，质量突变为0.4 kg，则振子经过平衡位置的速度减小 7.如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于（　　） A.0 B.kx C.kx D.kx 8.（2025·内蒙古呼和浩特期中）如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A.0.8 s到1.2 s内，振子的加速度逐渐增大 B.t＝0.1 s和t＝0.7 s时，振子的速度相同 C.t＝0.8 s时，振子的回复力最大 D.0.4 s到1.2 s内，振子的动能先减小后增大 9.（2025·江苏无锡期中）如图所示，质量为M、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为L时，将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g。 （1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度； （2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表 ... ...