名校
1 . 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k1和k2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k1和k2,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。
(1)如图1所示,将两个劲度系数分别为k1和k2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k1和k2,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。
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2023-06-13更新
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953次组卷
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4卷引用:选择性必修一 第二章 课时03 简谐运动的回复力和能量 进阶拓展
(已下线)选择性必修一 第二章 课时03 简谐运动的回复力和能量 进阶拓展北京市第二中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题(已下线)2.3简谐运动的回复力和能量-课堂例题北京市怀柔区第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题
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2 . 如图1所示,把一个质量为m、有小孔的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球套在光滑的杆上,小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。开始时弹簧处于原长,在小球运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内,忽略空气阻力的影响。
(1)把小球拉向右方,然后由静止释放,小球将在平衡位置附近往复运动。若以小球的平衡位置为坐标原点O,以水平向右为正方向建立坐标轴Ox,用x表示小球在平衡位置附近往复运动的位移。
a.请在图2中画出弹簧弹力F随x变化的示意图;
b.已知小球经过平衡位置时速度大小为v,求小球由静止释放后第一次运动至平衡位置的过程中,弹簧弹力对小球做的功W。
(2)让静止在平衡位置的小球突然获得向左的初速度,开始在平衡位置附近振动。已知振动过程的振幅为A,弹簧振子的振动周期。为了求得小球获得的初速度大小,某同学的解法如下:设向左压缩弹簧过程中弹簧的平均作用力大小为F,
由动能定理可知①
由动量定理可知②
小球由平衡位置向左运动压缩弹簧至最短的过程所用时间③
联立①②③式,可得
a.请指出这位同学在求解过程中的错误;
b.借助图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,请正确求解出小球初速度大小;
c.弹簧振子在运动过程中,求弹簧弹力对小球做正功时,其瞬时功率P的最大值。
(1)把小球拉向右方,然后由静止释放,小球将在平衡位置附近往复运动。若以小球的平衡位置为坐标原点O,以水平向右为正方向建立坐标轴Ox,用x表示小球在平衡位置附近往复运动的位移。
a.请在图2中画出弹簧弹力F随x变化的示意图;
b.已知小球经过平衡位置时速度大小为v,求小球由静止释放后第一次运动至平衡位置的过程中,弹簧弹力对小球做的功W。
(2)让静止在平衡位置的小球突然获得向左的初速度,开始在平衡位置附近振动。已知振动过程的振幅为A,弹簧振子的振动周期。为了求得小球获得的初速度大小,某同学的解法如下:设向左压缩弹簧过程中弹簧的平均作用力大小为F,
由动能定理可知①
由动量定理可知②
小球由平衡位置向左运动压缩弹簧至最短的过程所用时间③
联立①②③式,可得
a.请指出这位同学在求解过程中的错误;
b.借助图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,请正确求解出小球初速度大小;
c.弹簧振子在运动过程中,求弹簧弹力对小球做正功时,其瞬时功率P的最大值。
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3 . 如图,劲度系数为的弹簧连接了一个质量的物块(将物块视为质点),用手托住物块从弹簧原长时开始释放,之后物块做简谐运动,以弹簧原长时物块位置为坐标原点,竖直向下建立轴,物块运动的最低点坐标为,运动中的最大速度。重力加速度取,求:
(1)弹簧劲度系数;
(2)物块运动到平衡位置时弹簧的弹性势能。
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4 . 弹簧振子的振动图像如图所示。在2s~3s的时间内,振子的动能Ek和势能Ep的变化情况是( )
A.Ek变小,Ep变大 | B.Ek变大,Ep变小 |
C.Ek、Ep均变小 | D.Ek、Ep均变大 |
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2023-03-26更新
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844次组卷
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17卷引用:《2020-2021学年高中新教材课时同步练》2.3 简谐运动的回复力和能量-新教材人教版选择性必修第一册
(已下线)《2020-2021学年高中新教材课时同步练》2.3 简谐运动的回复力和能量-新教材人教版选择性必修第一册黑龙江省哈尔滨市六校2021-2022学年高二下学期期末联考物理试题青海省西宁市大通回族土族自治县2021-2022学年高二下学期期末物理试题湖北省宜昌市协作体2022-2023学年高二上学期期中物理试题黑龙江省绥化市海伦市第一中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题河南省洛阳强基联盟2022-2023学年高二下学期3月联考物理试题贵州省石阡县民族中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题黑龙江省双鸭山市第一中学2022-2023学年高二下学期月考物理试题(普通班)黑龙江省双鸭山市第一中学2022-2023学年高二下学期月考物理试题(实验班)河北省衡水市武强中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题湖北省巴东县第三中学2022-2023学年高二下学期3月第二次月考物理试题河北省沧州市东光县等三县联考2022-2023学年高二下学期4月月考物理试题山东省菏泽市鄄城县第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题河北省沧州市孟村回族自治县饶安高级中学有限公司2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试卷湖北省黄冈市黄梅县育才高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题2020届上海市虹口区高三下学期二模物理试题(已下线)2019-2021年上海各区物理高考模拟考试试题分类——专题12机械振动机械波
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5 . 图所示,光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧,弹簧一端固定,另一端连接在小球上,忽略弹簧质量。小球以点为平衡位置,在A、两点之间做往复运动,它所受的回复力随时间变化的图像如图,则在的时间内,振子的动能,和势能的变化情况是( )
A.变小,变大 | B.变大,变小 |
C.,均不变 | D.,均变大 |
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2023-03-04更新
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471次组卷
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5卷引用:选择性必修一 第二章 课时03 简谐运动的回复力和能量 夯实基础
(已下线)选择性必修一 第二章 课时03 简谐运动的回复力和能量 夯实基础河南省实验中学2020-2021学年高二下学期3月月考物理试题吉林省白城市洮南市第一中学2022-2023学年高二下学期学习质量检测物理试题甘肃省金昌市永昌县第一中学2022-2023学年高二下学期第一次月考物理试题吉林省长春市博硕学校2022-2023学年高二下学期第一次月考物理试题
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6 . 用弹簧将一物块悬挂于天花板上,使物块在竖直方向做简谐振动,其振动图像如图所示,则( )
A.时刻系统机械能达到最小值 |
B.该简谐振动的频率为0.5Hz |
C.和两个时刻物块加速度均为0 |
D.和两个时刻弹簧的弹性势能相等 |
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7 . 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,下列结论正确的是( )
A.小球在O位置时,动能最小,加速度最小 |
B.小球在A位置时,动能最大,加速度最大 |
C.从A经O到B的过程中,回复力先做正功后做负功 |
D.从B到O的过程中,振动的能量不断减小 |
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2023-01-12更新
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1116次组卷
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6卷引用:选择性必修一 第二章 课时03 简谐运动的回复力和能量 夯实基础
(已下线)选择性必修一 第二章 课时03 简谐运动的回复力和能量 夯实基础黑龙江省齐齐哈尔市讷河市拉哈一中2022-2023学年高二上学期期末物理试题(已下线)第二章 机械振动(练基础)新疆昌吉州行知学校2022-2023学年高二下学期期初检测物理试题(已下线)变式题库-广东省东莞市2022-2023学年高三上学期期末教学质量检查物理试题单选题1-8黑龙江省哈尔滨德强学校2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题
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8 . 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,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。质量为的小物块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c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.弹簧弹力的最大值为 | B.组合体c动能的最大值为 |
C.PQ间距离为 | D.a、b碰撞过程中机械能的损失为 |
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2022-11-28更新
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3068次组卷
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11卷引用:2019人教版选择性必修第一册 第2章 机械振动 3 简谐运动的回复力和能量 热搜题
(已下线)2019人教版选择性必修第一册 第2章 机械振动 3 简谐运动的回复力和能量 热搜题(已下线)专题2.2 机械能守恒定理和功能关系(讲)-2023年高考物理二轮复习讲练测(新高考专用)山东省济南市2022-2023学年高二上学期1月学习质量评估物理试题(B)湖南省长沙市湖南师范大学附属中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(已下线)2.3简谐运动的回复力和能量-课堂例题江西省上高二中2023-2024学年高二上学期第三次月考物理试题山东省潍坊市2022-2023学年高三上学期期中物理试题山东省泰安市新泰市第一中学北校2022-2023学年高三上学期期中考试物理试题山东省日照市莒县第一中学2023-2024学年高三上学期11月月考物理试题辽宁省沈阳市东北育才学校科学高中部2023-2024 学年高三上学期第三次模拟考试物理试卷
名校
9 . 轻弹簧上端固定,下端悬挂小钢球,让钢球在竖直方向做简谐运动,取向上为正方向,振动图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A.振子的周期为4s,振幅为10cm |
B.3s末振子的机械能最大 |
C.1.3s末和2.7s末振子的速度相同 |
D.0.5s末和3.5s末振子受到的回复力相同 |
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2022-11-14更新
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565次组卷
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4卷引用:2.3简谐运动的回复力和能量-【高效课堂】2023-2024学年高二物理同步讲练(人教版2019选择性必修第一册)
(已下线)2.3简谐运动的回复力和能量-【高效课堂】2023-2024学年高二物理同步讲练(人教版2019选择性必修第一册)湖北省部分高中联考协作体2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题湖南省隆回县第二中学2022-2023学年高二上学期线上课程摸底考试物理试题上海市格致中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷
10 . 由轻质弹簧和滑块构成的弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动。有一小块黏土从高处竖直落下,刚好落在滑块上,随滑块一起振动。若黏土落到滑块上时,滑块刚好位于最大位移处,弹簧振子做简谐运动的振幅将保持不变,试从能量的角度解释上述现象。
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