2021-2022学年沪科版（2019）选择性必修第一册 2.2物体做简谐运动的原因 同步作业（Word版含解析）

2021-2022学年沪科版（2019）选择性必修第一册 2.2物体做简谐运动的原因同步作业（解析版） 1．如图所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点。现使小球以O点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法中正确的是（　　） A．小球经过平衡位置O时加速度最大 B．小球每次通过同一位置时的速度一定相同 C．小球做简谐运动的周期与振幅无关 D．小球从A运动到B的过程中弹簧的弹性势能先增大后减小 【答案】C 【详解】 A．小球经过平衡位置O时速度最大，加速度为零，A错误； B．小球每次通过同一位置时的速度大小一定相等，但方向不一定相同，B错误； C．弹簧振子的周期又称固有周期，由小球质量、弹簧劲度系数决定，与振幅无关，C正确； D．小球从A运动到B的过程中弹簧的形变量先减小后增大，故弹性势能先减小后增大，D错误。 故选C。 2．一弹簧振子在振动过程中，振子经A、两点的速度相同，若它从A运动到的最短时间为，从B点再回到A点的最短时间为，则该振子的振动周期为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 由于振子在A、B两点的速度相等，则有A、B两点关于O点是对称的；振子经过A、B两点的速度同向，从B再回到A的过程是振子先到达右侧的最远处，然后返回平衡位置，最后回到A时经历的时间最短，时间半个周期，即 故周期为 故D正确，ABC错误。 故选D。 3．简谐运动属于（　　） A．变加速运动 B．匀速运动 C．曲线运动 D．匀变速运动 【答案】A 【详解】 在简谐运动中，由于回复力与离开平衡位置的位移大小成正比，方向指向平衡位置，即 而根据牛顿第二定律 可知加速度时刻改变，因此简谐运动属于变加速运动，其中弹簧振子就是典型的简谐振动，它是变加速直线运动 故选A。 4．如图所示，一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC=h，弹簧的劲度系数为k，某时刻物体恰好以大小为v的速度经过C点并向上运动，则从此刻开始半个周期的时间内，对质量为m的物体，下列说法正确的是（　　） A．回复力做功为2mgh B．重力势能减少了2mgh C．速度的变化量大小为0 D．通过A点时回复力的大小为kh 【答案】B 【详解】 根据简谐运动的对称性，经过半个周期时，物体恰好运动到OB的中间位置，且速度方向向下，速度大小仍为v。 A．回复力做功为零，A错误； B，由于下降了2h，因此重力势能减少了2mgh，B正确； C．由于初速度向上，末速度向下，因此速度的变化量为2v，C错误； D．由于弹簧的劲度系数为k，因此通过A点时回复力的大小为 D错误。 故选B。 5．如图，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，下列说法正确的是（ ） A．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 B．从A向O运动的过程中速度方向向右，逐渐增大 C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大 D．在振动过程中，小球的机械能守恒 【答案】B 【详解】 A．弹簧振子定受到重力，杆对球有向上的支持力，弹簧对小球有弹力，提供回复力，A错误； B．从A向O运动的过程中速度方向向右，弹簧对小球的弹力向右，小球做加速运动，B正确； C．简谐运动的回复力F = - kx，振子由A向O运动过程中，位移减小，回复力减小，C错误； D．在振动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，D错误。 故选B。 6．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示。下列结论正确的是（　　） A．小球在O位置时，动能最大，加速度为零 B．小球在A、B位置时，加速度最大，速度也最大 C ... ...