2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)1 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4

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1、課時(shí)分層作業(yè)(一) (限時(shí)40分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) B．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)就是指彈簧振子的運(yùn)動(dòng) C．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng) D．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng) E．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單、最基本的一種 ADE　[彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單、最基本的運(yùn)動(dòng)，故A、D、E正確．] 2．如圖所示，當(dāng)彈簧振子由A向O(平衡位置)運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．振子的位移在不斷減小 B．振子的運(yùn)動(dòng)方向向左 C．振子的位移方向向左 D．振子的位移在增大 E．振子的速度在增大 ABE　[

2、由于振子在O點(diǎn)的右側(cè)由A向O運(yùn)動(dòng)，所以振子的位移方向向右，運(yùn)動(dòng)方向向左，位移在不斷減小，速度在不斷增大，故A、B、E正確．] 3．物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，有兩點(diǎn)A、A′關(guān)于平衡位置對(duì)稱，則物體(　　) A．在兩點(diǎn)處的位移相同 B．在兩點(diǎn)處的速度可能相同 C．在兩點(diǎn)處的速率一定相同 D．在兩點(diǎn)處的動(dòng)能一定相同 E．在兩點(diǎn)處的加速度一定相同 BCD　[由于A、A′關(guān)于平衡位置對(duì)稱，所以物體在A、A′點(diǎn)時(shí)位移大小相等、方向相反；速率一定相同，所以動(dòng)能一定相同．但速度方向可能相同也可能相反，加速度方向一定相反．] 4．如圖所示為一彈簧振子，O為平衡位置，設(shè)向右為正方向，振子在B、C之間

3、振動(dòng)時(shí)(　　) A．B→O，位移為負(fù)，速度為正 B．O→C，位移為正，速度為負(fù) C．C→O，位移為負(fù)，速度為正 D．O→B，位移為負(fù)，速度為負(fù) E．O→B，速度為負(fù)，加速度為正 ADE　[彈簧振子的位移是從平衡位置指向所在處的有向線段．由題意知向右為正方向，則振子在O點(diǎn)左側(cè)時(shí)位移為負(fù)，在O點(diǎn)右側(cè)時(shí)位移為正．速度正負(fù)的判斷：如果方向向右則為正，向左則為負(fù)．B→O，位移為負(fù)，速度為正，A正確；O→C，位移為正，速度為正，B錯(cuò)誤；C→O，位移為正，速度為負(fù)，C錯(cuò)誤；O→B，位移為負(fù)，速度為負(fù)，加速度為正，D、E正確．] 5.如圖所示為一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的x-t圖象，在下列哪

4、些時(shí)刻，位移和速度的方向相同(　　) A．1.4 s　　 B．4.6 s C．4.2 s D．5 s E．6.2 s ACE　[根據(jù)質(zhì)點(diǎn)在下一時(shí)刻的位置來(lái)判斷質(zhì)點(diǎn)的速度方向．] 6．一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖所示，在0.2 s到0.3 s這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)沿________方向運(yùn)動(dòng)，且速度不斷________． [解析]　由圖象可看出，在0.2 s到0.3 s這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向的位移不斷減小，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)正沿著正方向由負(fù)的最大位移處向著平衡位置運(yùn)動(dòng)；又因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的速度方向是正方向，故質(zhì)點(diǎn)做變加速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)速度不斷增大． [答案]　正　增大 [能力提升練] 7.如圖所示，輕

5、質(zhì)彈簧一端固定在地面上，另一端與一薄板連接，薄板的質(zhì)量不計(jì)，板上放一重物．用手將重物往下壓，然后突然將手撤去，則重物被彈離之前的運(yùn)動(dòng)情況是加速度先________后________． [解析]　豎直方向的彈簧振子的振動(dòng)也是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，但它的平衡位置在重力與彈力平衡的位置，此位置加速度為零．因此從平衡位置將彈簧壓縮以后放手，它的加速度是先減小，到達(dá)平衡位置以后再增大． [答案]　減小　增大 8.如圖所示，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象上有a、b、c、d、e、f六個(gè)點(diǎn)，其中： (1)與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有哪些？ (2)與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有哪些？ (3)圖象上從a點(diǎn)到c點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為多少？

6、[解析]　(1)分析圖象可得a、b、e、f的位移均為1 cm.c、d點(diǎn)的位移都是－1 cm.故與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)為b、e、f三點(diǎn)． (2)由(1)可知，圖象上的a、b、e、f點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一位置．圖象上的c、d點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的另一位置．故以上6個(gè)點(diǎn)的速度大小相等．再結(jié)合圖象可以判斷a、b、c、d、e、f 6個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向分別為正向、負(fù)向、負(fù)向、正向、正向和負(fù)向．故與a點(diǎn)有相同速度的點(diǎn)為d和e. (3)圖象上從a點(diǎn)到b點(diǎn)，對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1 cm處先是到達(dá)2 cm處又返回到1 cm處，通過(guò)的路程為2 cm.從b點(diǎn)到c點(diǎn)，對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1 cm處經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)到負(fù)方向1 c

7、m處，通過(guò)的路程也為2 cm，故從a點(diǎn)到c點(diǎn)總共通過(guò)的路程為4 cm. [答案]　(1)b、e、f　(2)d、e　(3)4 cm 9．如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一記錄用的鉛筆P，在下面放一條白紙帶，當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)沿垂直于振動(dòng)方向勻速拉動(dòng)紙帶，鉛筆P就在紙帶上畫出一條振動(dòng)曲線．若振動(dòng)曲線如圖乙所示，由圖象判斷下列說(shuō)法正確的是(　　) 甲 乙 A．振子偏離平衡位置的最大距離為10 cm B．1 s末到5 s末振子的路程為40 cm C．2 s和4 s末振子的位移相等，運(yùn)動(dòng)方向也相同 D．振子在2 s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動(dòng) E．振子在4 s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動(dòng) ABE

8、　[由圖象可知振子偏離平衡位置的最大距離為10 cm，4 s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動(dòng)，A、E對(duì)，D錯(cuò)；1 s末到5 s末振子的路程是振子運(yùn)動(dòng)路徑的總長(zhǎng)為40 cm，故B對(duì)；2 s末和4 s末振子位移均為零，位移相同，2 s末振子向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，4 s末振子向正方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向相反，故C錯(cuò)誤．] 10.光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為m和m的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示．已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，為使這兩個(gè)木塊組成的系統(tǒng)能像一個(gè)整體一樣振動(dòng)，系統(tǒng)的最大位移為________． [解析]　質(zhì)量分別為m和m的兩木塊作為一個(gè)整體同步振動(dòng)，兩者具有

9、共同的加速度，對(duì)于m物體，當(dāng)兩木塊之間靜摩擦力達(dá)最大值時(shí)其加速度達(dá)最大值，此時(shí)兩木塊組成的系統(tǒng)其加速度也達(dá)最大值，彈簧彈力達(dá)最大值Fmax＝amax＝3f，此時(shí)系統(tǒng)的位移最大值為xmax＝＝. [答案]　 11.如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，根據(jù)圖象中的信息，回答下列問(wèn)題： (1)質(zhì)點(diǎn)在第2 s末的位移是多少； (2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過(guò)程中的最大位移為多少； (3)在前4 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為多少？ [解析]　(1)由x-t圖象可以讀出2 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零． (2)質(zhì)點(diǎn)的最大位移在前4 s內(nèi)發(fā)生在1 s末和3 s末，位移大小為10 cm. (3)前4 s，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)總路程

10、為40 cm. [答案]　(1)0　(2)10 cm　(3)40 cm 12．在心電圖儀、地震儀等儀器工作過(guò)程中，要進(jìn)行振動(dòng)記錄，如圖(甲)所示是一種常用的記錄方法，在彈簧振子的小球上安裝一支記錄筆P，在下面放一條白紙帶．當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，勻速拉動(dòng)紙帶(紙帶速度與振子振動(dòng)方向垂直)，筆就在紙帶上畫出一條曲線，如圖(乙)所示．若勻速拉動(dòng)紙帶的速度為1 m/s，作出P的振動(dòng)圖象． (甲)　　　 　　(乙) [解析]　 題圖(乙)中運(yùn)動(dòng)的位移值可以對(duì)應(yīng)不同的時(shí)刻，由x＝vt可知，當(dāng)x＝20 cm時(shí)，對(duì)應(yīng)時(shí)間t＝＝0.2 s，作出圖象如圖所示． [答案]　見解析 - 5 -