组卷网 > 知识点选题 > 简谐运动的弹簧振子模型
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解析
| 共计 34 道试题
1 . 轻弹簧上端连接在箱子顶部中点,下端固定一小球,整个装置静止在水平地面上方。现将箱子和小球由静止释放,箱子竖直下落h后落地,箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此后小球运动过程中,箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底,弹簧劲度系数为k,箱子和小球的质量均为m,重力加速度为g。忽略空气阻力,弹簧的形变始终在弹性限度内。下列说法正确的是(       

A.箱子下落过程中,箱子机械能守恒
B.箱子落地后,弹簧弹力的最大值为3mg
C.箱子落地后,小球运动的最大速度为
D.箱子与地面碰撞损失的机械能为
2024-03-31更新 | 1331次组卷 | 2卷引用:2024届云南省昆明市高三下学期“三诊一模”教学质量检测(二模)理综试题-高中物理
2 . 如图所示,一轻质弹簧一端固定在倾角为30°的光滑固定斜面的底端,另一端连接质量为2kg的小物块A,A静止在斜面上的O点,质量为1kg的小物块B从距O点为0.9m的P处由静止开始下滑,A、B相碰(时间很短)后立即以相同的速度向下压缩弹簧(A、B不粘连),A、B碰后回到最高点时恰好不分离。已知劲度为k、形变量为x的弹簧的弹性势能,重力加速度g=10m/s2,小物块A、B均可视为质点。下列说法正确的是(  )
A.A、B碰后瞬间的共同速度为1m/s
B.A、B碰撞过程中损失的机械能为2J
C.弹簧的劲度系数为
D.A、B一起到达最低点时的加速度大于
2024-02-01更新 | 774次组卷 | 1卷引用:山东省济宁市2023-2024学年高二上学期1月期末检测物理试题
3 . 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的托盘,处于静止状态。现将一质量为m的粘性小球自距盘面高度为h处无初速释放,与盘发生碰撞后未反弹,碰撞时间极短。不计空气阻力,重力加速度为g,运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是(  )
A.小球与盘运动的最大速度为
B.小球与盘碰后向下运动距离 时,盘的速度达到最大
C.小球与盘向上运动过程中,弹簧的弹性势能一直减小
D.当小球与盘的加速度向上且大小为 时,其速度大小为
2023-12-23更新 | 813次组卷 | 1卷引用:2024届山东省潍坊市高三上学期模拟预测物理试题
4 . 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平面上,一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部挡板处,弹簧上端放一个质量为m的小物块A,A与弹簧间不拴接,开始时A静止于P点。另一质量也为m的小物块B从斜面上Q点由静止释放,与A发生正碰后立即粘在一起成为组合体,组合体在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为,重力加速度为g,弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是(  )
A.弹簧的最大弹性势能为
B.组合体动能的最大值为
C.PQ两点间的距离为
D.PQ两点间的距离为
2023-11-16更新 | 949次组卷 | 2卷引用:山东省烟台市2023-2024学年高二上学期11月期中联考物理试题
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5 . 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘,圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放,小球与盘碰撞后瞬间结为整体,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.圆盘和小球碰后会以碰撞瞬间的位置作为平衡位置做简谐运动
B.圆盘做简谐运动的振幅大于
C.振动过程中圆盘的最大速度为
D.从碰后瞬时位置向下运动过程中,小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
2023-11-11更新 | 507次组卷 | 2卷引用:河北省唐山市十县一中联盟2023-2024学年高二上学期期中物理试题
6 . 如图所示,两间距为l的足够长平行光滑导轨,固定在倾角θ=37°绝缘斜面上,两导轨间存在磁场,方向垂直导轨平面向下,导轨一端接有电流为I的恒流源。一矩形线框abdc锁定在导轨上,其中abcd边为金属导体,它们长均为l,质量均为m、电阻均为Racbd边为轻质绝缘体,它们长均为nln为正整数)。以ab边的a点锁定的位置为坐标原点,沿导轨向下为正方向,建立x轴。已知磁感应强度B=(0.2+0.8x)T,l=0.5m,m=0.02kg,R=0.2Ω,I=2A.导轨电阻不计,金属边与导轨接触良好。
(1)S断开,若n=1,线框锁定解除,则线框运动速度v=1m/s时,ab边通过的电流I1
(2)S断开,若n=1,线框锁定解除,则线框运动稳定后的速度v
(3)S闭合,若n=3,现仅限x>2l两导轨上涂上绝缘材料,且该区域两导轨间无磁场。线框锁定解除后,则ab边再次回到释放位置过程中,ab边产生的焦耳热Qa。(已知简谐运动的周期,其中M为振子的质量,k为回复力大小与位移大小之比的常数。)

2023-11-10更新 | 1123次组卷 | 3卷引用:浙江省衢州、丽水、湖州三地市2023-2024学年高三上学期11月期中教学质量检测物理试题
7 . 如图所示,轻弹簧一端连接质量为的物体A,另一端固定在光滑的固定的斜面底端,A通过轻绳跨过光滑的定滑轮与质量为的物体B连接,绳、弹簧与斜面平行。将A由弹簧原长处静止释放,已知轻绳始终有力,重力加速度为,则A的位移、速度和弹簧弹力、绳子张力与时间或位移的关系图像可能正确的是(  )

A.B.
C.D.
2023-11-06更新 | 1103次组卷 | 3卷引用:湖南省长沙市湖南师范大学附属中学2023-2024学年高三上学期第三次月考物理试题
8 . 如图所示,倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,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时将物块由静止开始释放,物块开始做简谐运动,且弹簧始终在弹性限度内,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g
(1)判断弹簧原长的位置是否为平衡位置?如果是,说明理由。如果不是,请说明并推导出平衡位置时弹簧的形变量
(2)求出该振子的振幅和加速度的最大值;
   
2023-10-04更新 | 430次组卷 | 1卷引用:广东省佛山市南海区狮山石门中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题
9 . 简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式。
(1)如图1所示,将两个劲度系数分别为k1k2的轻质弹簧套在光滑的水平杆上,弹簧的两端固定,中间接一质量为m的小球,此时两弹簧均处于原长。现将小球沿杆拉开一段距离后松开,小球以O为平衡位置往复运动。请你结合回复力的知识证明,小球所做的运动是简谐运动。
(2)做简谐运动的质点,其运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系可以表示为,其中v0为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度,c为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。将图1中质量为m的小球视为质点,两个轻质弹簧的劲度系数分别为k1k2,小球通过平衡位置O时的速度大小为v0。设小球振动位移为x时的速度为v,请你应用能量的知识证明小球的运动满足的关系,并说明常数c与哪些物理量有关。
(提示:弹簧的弹性势能可以表达为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量)
(3)如图2所示,一质点以大小为v0的线速度绕O点做匀速圆周运动,半径为R0,请根据运动学知识以并结合第(2)问中的信息分析证明:做匀速圆周运动的质点在圆的直径上的分运动是简谐运动。

   

2023-06-13更新 | 888次组卷 | 4卷引用:北京市第二中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题
10 . 如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端,另一端与小球A栓接。一开始球A用细线跨过光滑的定滑轮连接球B,球A静止在O点,A、B两球质量均为m。现用外力缓慢压球A至弹簧原长后释放,在球A运动至最高点时细线断裂,弹簧振子振动周期,重力加速度为g,求:
(1)细线断裂时的张力T
(2)从细线断后开始计时,求小球A第一次返回O点所用的时间及到达O点时的速度大小。
(3)若在线断时,小球B距离地面的高度为h,恰好此时在小球B正上方4h处静止释放一个小球C,质量为,已知两球在空中发生碰撞,小球C被反弹,从碰撞点算小球C上升的最大高度为h,所有碰撞均为弹性碰撞,求n的值。
(4)若在线断瞬间,于小球B顶部紧挨球B静止释放一个小球D,质量为,(不计释放时球B球D之间的相互作用),让B、D两球一起从地面高h处下落,并撞击地面。发现小球D反弹高度超过h,所有碰撞均为弹性碰撞,试求此情况下,小球D反弹的高度。
   
2023-06-04更新 | 1438次组卷 | 3卷引用:2023届山东省济南市山东师范大学附属中学高三下学期6月模拟物理试题
共计 平均难度:一般