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1、选择题 如图1-1-6所示为一弹簧振子,O为平衡位置,在A、A′间做简谐运动,下列说法正确的是(? )

图1-1-6
A.振子在通过O点时,加速度方向发生改变
B.振子在A、A′两点动能和加速度都为0
C.振子离开平衡位置向A′运动,其动能减少,弹簧弹性势能也减少
D.回复力的方向总是跟物体的位移方向相反
参考答案:AD
本题解析:O是弹簧振子做简谐运动的平衡位置,振子的位移方向总是背离平衡位置,回复力方向、加速度方向始终指向平衡位置,故振子在通过O点时,加速度方向发生改变,回复力的方向总是跟物体的位移方向相反,A、D对.A、A′两点是振动最大位移处,此处回复力、加速度最大,B错.振子在离开平衡位置向A′运动的过程中,速度减小,动能减少,弹簧弹性势能增加,故C错.
本题难度:简单
2、选择题 如图8所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧下面挂一个质量为m的物体,物
体在竖直方向做简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长.则
物体在振动过程中

A.物体在最低点时受的弹力大小为mg
B.弹簧的最大弹性势能等于
C.弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变
D.物体的最大动能应等子
参考答案:B
本题解析:本题为竖直方向的弹簧振子,重力势能、动能和弹性势能三者间相互转化,机械能总量保持不变
解:A、小球从最高点先向下加速,到达平衡位置时速度达到最大,此后继续向下做减速运动;
平衡位置,有mg=kx
故最低点弹力k(2x)=2mg,故A错误;
B、小球到最低点时,动能减为零,由系统机械能守恒定律得到,弹性势能最大,重力势能减小量等于弹性势能的增加量,等于mg(2x)=mg(2
,故B正确;
C、小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能总量守恒,故C错误;
D、当物体运动到平衡位置时,动能最大,根据系统机械能守恒定律,有
mgx=Ep+Ek
mg=kx
故Ek<
,D错误;
故选B.
本题难度:一般
3、简答题 如图11-3-9所示,A、B叠放在光滑水平地面上,B与自由长度为L0的轻弹簧相连,当系统振动时,A、B始终无相对滑动,已知mA=3m,mB=m,当振子距平衡位置的位移x=
时系统的加速度为a,求A、B间摩擦力Ff与位移x的函数关系.

图11-3-9
参考答案:
x
本题解析:设弹簧的劲度系数为k,以A、B整体为研究对象,系统在水平方向上做简谐运动,其中弹簧的弹力作为系统的回复力,所以对系统运动到距平衡位置
时有:k
=(mAmBa,由此得k=
.
当系统的位移为x时,A、B间的静摩擦力为Ff,此时A、B具有共同加速度a′,对系统有:kx=(mA+mB)a′?①
k=
,a′=
x.?②
对A有:Ff=mAa′.?③
②代入③得,Ff=
x.
本题难度:简单
4、填空题 沿x轴负方向传播的简谐波,t=0时刻的波形图如图所示,已知波速为10m/s,质点P的平衡位置为x=17m,P点振动频率为__________Hz,则P点至少再经__________s可达波峰。
参考答案:0.5Hz? 1.3s
本题解析:从图中可知
,
,所以
,因为简谐波是沿负方向运动的,所以P点此时正向下运动,该点比20m处的点落后0.3s,所以P点还需要1+0.3s=1.3s的时间达到波峰,
点评:本题的第二问比较难以下手,因为P点不是一个特殊位置的点,所以可以找一个特殊位置的点,看P点领先或者落后该点多长时间,即可简便解题
本题难度:一般
5、选择题 一振子做简谐运动振幅是4.0 cm,频率为1.5 Hz,它从平衡位置开始振动,1.5 s内位移的大小和路程分别为(? )
A.4.0 cm 10 cm
B.4.0 cm 40 cm
C.4.0 cm 36 cm
D.0 cm 36 cm
参考答案:C
本题解析:振子在1.5 s内完成2.25次全振动,即从平衡位置运动到最大位移处,所以位移为4.0 cm,路程为9A="36" cm,所以选项C正确.
本题难度:简单