组卷网 > 知识点选题 > 弹簧振子运动时能量的转化
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解析
| 共计 225 道试题
1 . 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OAB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AOB的过程中,回复力先做正功后做负功
D.从BO的过程中,振动的能量不断减小
2023-01-12更新 | 1111次组卷 | 6卷引用: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
2 . 简谐运动是一种最基本的振动。
(1)一个质点做机械振动,如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比,而且方向与位移方向相反,就能判定它是简谐运动。如图1所示,将一个劲度系数为k的轻质弹簧套在光滑的水平杆上,弹簧的一端固定,另一端接一质量为m的小球。现将小球沿杆拉开一小段距离后松开,小球将以O为平衡位置往复运动。
请你据此证明,小球所做的运动是简谐运动。
(2)简谐运动还具有一些其他特征。简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系可以表示为,其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度,a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。
请你证明,图1中小球的运动也满足上述关系,并说明其关系式中的a与哪些物理量有关。已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。
(3)有些知识我们可能没有学过,但运用我们已有的物理思想和科学方法,通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。
现在请你结合(2)中简谐运动的特征,从能量的角度证明如图2所示的LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律(即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律)。已知电感线圈中磁场能的表达式为,式中L为线圈的自感系数,I为线圈中电流的大小;电容器中电场能的表达式为,式中C为电容器的电容,U为电容器两端的电压。(不计电磁波的辐射)
3 . 如图所示,弹簧振子在之间做简谐运动。以平衡位置为坐标原点,建立轴,规定向右为正方向,其简谐运动的周期。当时刻,将小球由点静止释放。关于小球的运动,下列说法正确的是(  )
A.从的过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的动能
B.从的过程中,弹簧振子系统的机械能先增加再减小
C.每次通过同一位置时,速度一定相同
D.小球做简谐运动的位移时间关系为
2023-01-11更新 | 474次组卷 | 1卷引用:山东省淄博市临淄中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题
4 . 如图所示,将一质量为m的物块P置于一质量为M的物块Q上,一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定,另一端与物块Q相连。在弹性限度范围内,P和Q在光滑水平面上做振幅为A的往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止。则下列说法正确的是(  )
A.物块P和Q均做简谐运动
B.作用在物块Q上的最大静摩擦力为
C.轻质弹簧、物块P和Q组成的系统机械能不变
D.物块Q对P的静摩擦力始终对P做正功
2023-01-11更新 | 2164次组卷 | 5卷引用:山东省青岛第十七中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题
单选题-单题 | 较易(0.85) |
真题 名校
5 . 如图甲所示,一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴,接入电阻R构成回路.导体杆处于竖直向上的匀强磁场中,将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放,导体杆开始下摆。当时,导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度,则当时,导体杆振动图像是(  )

A.B.
C.D.
2023-01-10更新 | 0次组卷 | 14卷引用:山东省青岛第十七中学2022-2023学年高二下学期期初考试物理试题
6 . 如图所示,一根不计质量的弹簧竖直悬吊质量为M的铁块,在其下方吸引了一质量为m的磁铁,且。已知弹簧的劲度系数为k,磁铁对铁块的最大吸引力等于3mg,铁块和磁铁共同沿竖直方向作简谐运动,不计磁铁对其它物体的作用并忽略空气阻力。下列说法正确的是(  )
A.铁块处于平衡位置时弹簧的伸长量等于
B.铁块振幅的最大值是
C.弹簧弹性势能最大时,弹力的大小等于16mg
D.铁块运动的最大速度为
2023-01-07更新 | 1147次组卷 | 4卷引用:湖北省荆州市监利市2022-2023学年高二下学期2月调考物理试题
7 . 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示,圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统,小球做受迫振动,圆盘静止时,让小球做简谐运动,其振动图像如图乙所示(以竖直向上为正方向),下列说法正确的是(  )

A.t=1s到t=2s小球所受的回复力增加,且方向为x轴正向
B.t=2s到t=3s弹簧弹性势能一定减小
C.若圆盘以30r/min匀速转动,小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
D.若圆盘正以30r/min匀速转动,欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
8 . 如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”,由头部、弹簧及底部组成,头部质量为m,弹簧质量不计,劲度系数为k,底部质量为,开始弹簧小人静止于桌面上,现轻压头部后由静止释放,小人不停上下振动,已知当弹簧形变量为x时,其弹性势能,不计一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,则下列判断中正确的是(  )
A.若刚释放时头部的加速度大小为g,则小人在振动过程中底部能离开桌面
B.若刚释放时头部的加速度大小为g,则小人在运动过程中头部的最大速度为
C.若小人在振动过程中底部恰好不能离开桌面,头部在最高点的加速度为
D.若小人在振动过程中底部恰好不能离开桌面,则轻压头部释放时弹簧的压缩量为
2022-12-06更新 | 2399次组卷 | 7卷引用:湖南省长沙市明德中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题
9 . 如图所示,质量为m的物体1与竖直放置的轻质弹簧相连组成弹簧振子,物体1静止于O点,将另一个质量同为m的物体2从距O点上方某一高处的C点由静止开始释放。1、2两物体在O点发生碰撞后立刻粘在一起结合为一个整体3以速度v开始做简谐振动,图中B点是整体3运动的最低点。已知从O点到B点所用时间为tOB两点间距为h。则对整体3和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是(  )
A.在物体1、2相碰形成整体3的过程中,损失机械能
B.该系统做简谐振动的周期T满足2t<T<4t,振幅A<h
C.从O点到B点的过程中,整体3重力势能减小量等于弹簧弹性势能增加量
D.整体3的最大速度一定大于v,最大加速度一定大于
10 . 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
共计 平均难度:一般