- 简谐运动的回复力和能量
- 共867题
正确答案
解析
解：A、撤去拉力F，弹力F=kx=200×0.1=20N；
B与地面间的滑动摩擦力f=μ1（mA+mB）g=0.4×（0.5+1.5）×10N=8N；
A与B间的滑动摩擦力fAB=μ2mAg=0.7×0.5×10=3.5N；
假设A、B不相对滑动，a=
此时AB间静摩擦力为；f′=mAa=0.5×6=3N＜fAB，假设成立，故A错误；
B、物体向右移动，先加速后减速，合力为零时速度最大，当弹力与摩擦力平衡时速度最大，故O点速度不是最大，故B错误；
C、假设能向右滑动到12cm：
初位置弹性势能：Ep=
末位置弹性势能：E′p=
摩擦产生的内能：Q=fs=8×0.12=0.96J；
由于Ep=Q+EP′，此时物体速度恰好减为零，故C正确；
D、物体向右滑动12cm后恰好停止，此时的弹力：F′=200×0.02=4N＜f=8N，不会继续滑动，故D正确；
故选CD．
A
B
C
D
正确答案
解析
解：根据题中规定的正方向，开始计时时刻位移为正的最大值，由于简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，可知D正确．
故选D．
做简谐运动的物体，在每次通过同一位置时，势能、动能、速度、加速度、位移、回复力六个量中，总是相同的量是（ ）
正确答案
解析
解：简谐运动经过同一位置时位移相同，势能相同，由于机械能守恒，故经过同一位置时动能也相同；
经过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向；
经过同一位置时，位移相同，回复力F=-kx相同，加速度a=-
故选：D．
一单摆拉至水平位置放手，让它自由摆下，在其悬点的正下方一P点处有钉子阻止OP部分的细线移动，当单摆运动到此位置受钉阻碍时（ ）
正确答案
解析
解；A、小球的线速度发生不会突变，故A错误．
B、由ω=
C、D、由a=
Fn=F-mg，而Fn=man，分析得Fn变大，故拉力F也变大；故C正确，故D正确．
故选：BCD．
在一根竖直悬挂的弹簧下端挂一只盘，盘中放一砝码，当盘和砝码一起在竖直方向振动时，砝码对盘底的压力（ ）
正确答案
解析
解：砝码和托盘一起做简谐运动，当振动托盘运动到最高点时时，物体的加速度竖直向下，处于失重状态，砝码对托盘的正压力小于物体的重力；当振动平台向下运动过振动中心点时，物体的加速度为零，物体对托盘的正压力等于物体的重力；当振动托盘运动到最低点时，物体的加速度竖直向上，处于超重状态，物体对托盘的正压力大于物体的重力．因此，当托盘运动到最低点时，物体对托盘的正压力最大．
故选：C
（1）该简谐运动的平衡位置在何处？
（2）物体对弹簧的最小压力是多少？
（3）要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？
正确答案
解析
解：（1）回复力为零的位置，即为平衡位置，因此当重力与弹力大小相等，方向相反处．
（2）因为木块在竖直方向上做简谐运动，依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大，在最高点对弹簧的压力最小．
在最低点根据牛顿第二定律有FN-mg=ma，代入数据解得a=0.5 g．
由最高点和最低点相对平衡位置对称，加速度大小等值反向，所以最高点的加速度大小为a′=0.5 g，在最高点根据牛顿第二定律有mg-FN′=ma′，
故FN′=mg-ma′=0.5 mg．
答：木块对弹簧压力的最小值为0.5mg．
（2）要使木块不脱离弹簧，设其振幅不能超过A′，此时木块振到最高点恰在弹簧原长处，此时的最大加速度为g，由a=-
当振幅为A′时，在最高点有g=-
答：（1）简谐运动的平衡位置在重力和弹力平衡的位置（此时弹簧的压缩量为2A）；
（2）物体对弹簧的最小压力是0.5mg；
（3）欲使木块不脱离弹簧，其振幅不能超过2A．
正确答案
解析
解：由于简谐运动的位移的起点始终是平衡位置处，据恢复力F=-kx可知，恢复力与位移方向相反，即始终指向平衡位置，即指向O点，故ABD错误，C正确．
故选：C．
简谐运动中，回复力的大小跟位移的大小成______，回复力的方向跟位移的方向______．表达式是F=______，当振子在平衡位置时，F=______．
正确答案
正比
相反
-kx
0
解析
解：据简谐运动的恢复力公式：F=-kx可知，回复力的大小跟位移的大小成正比，回复力的方向跟位移的方向相反．当振子在平衡位置时，位移为零，恢复力为零．
故答案为：正比；相反；-kx；0．
正确答案
解析
解：A在最高点时，由牛顿第二定律得：加速度 a=
根据简谐运动的对称性可得，剪断轻绳瞬间A的加速度大小为g，方向向上．
根据牛顿第二定律得：mBg=mAa，则得mB=mA．
故选：A．
（1）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是______
A．甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的
B．乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性
C．丙图中的波形是调频波
D．丁图中的实验表明：不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的
（2）单摆做简谐运动，摆球经过平衡位置时，摆球上附着一些悬浮在空气中的灰尘．如果灰尘的质量不能忽略，则摆球在以后的振动中，振幅______；周期______；最大速度______．（填“变大”、“变小”、或“不变”）．
（3）如图所示，A、B之间的距离为3L0，水平面光滑，质量为m的物体（可视为质点）左端与劲度系数为K的轻质弹簧连接
正确答案
解析
解：（1）解：A、海市蜃楼是由光的折射，导致光线偏离出现的现象，并满足全反射条件，因此是光的全反射现象，故A错误；
B、泊松亮斑是光射到不透明的小圆盘，屏上中心处出现亮斑，则说明光偏离直线传播，属于光的衍射，因此具有波动性，故B正确；
C、调制有调幅与调频两种，图为调频，故C错误；
D、测量两垂直光的光速差值的一项著名的物理实验．但结果证明光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的，由此确定了光速不变原理，故D正确；
故选BD．
（2）球经过平衡位置时，摆球上附着一些悬浮在空气中的灰尘，由于碰撞，总动量守恒，即mv一定，质量变大，故速度减小；经过平衡位置速度减小，故振幅减小；周期与质量无关，故周期不变；此时速度最大，即最大速度减小；
（3）设静止时两弹簧的伸长量分别为l1、l2，l1+l2=L0，
kl1=2kl2，
解得l1=
所以，简谐运动的平衡位置距离A端
将物体向右拉离平衡位置x，物体受到的合力大小F=k（
合力方向向左与位移方向相反，所以，F回=-3kx
所以，物体的运动是简谐运动．
故答案为：（1）BD；
（2）变小、不变、变小；
（3）证明如上，简谐运动的平衡位置距离A端
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