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 203 道试题
1 . 如图甲所示,将滑块连接成弹簧振子并放置于气垫导轨上,将滑块拉到某一位置后由静止释放,位移传感器记录下滑块位置随时间的变化图像如图乙所示,则下列关于该滑块的运动正确的是(  )
   
A.完成一次全振动的时间为5s
B.在一个周期内运动路程为32cm
C.在第3s末和第5s末时的速度相同
D.第1s内滑块的动能转化为弹簧的弹性势能
2023-06-28更新 | 393次组卷 | 5卷引用:广东省湛江市2022-2023学年高二下学期5月联考物理试题
2 . 光滑水平面上的弹簧振子,振子质量为50g,若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时,在时,振子第一次通过平衡位置,此时速度为。则在末,弹簧的弹性势能为______J,该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率为______
2023-06-26更新 | 0次组卷 | 2卷引用:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题
3 . 如图所示,物体1与竖直放置的轻质弹簧连接组成弹簧振子,静止于O点,将另一个相同质量的物体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。则对物体1、2和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是(  )
   
A.该系统做简谐振动的周期T满足,振幅
B.在从C点到B点的过程中,该系统机械能守恒
C.从O点到B点的过程中,整体3重力势能减小量小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
2023-06-23更新 | 420次组卷 | 1卷引用:河北省邢台市重点高中2022-2023学年高二下学期6月联考物理试题
4 . 如图所示,光滑水平面上放有一个弹簧振子,已知振子滑块的质量,弹簧劲度系数为,将振子滑块从平衡位置O向左移,由静止释放后在BC间运动,设弹簧的弹性势能表达式为,问:
(1)滑块的加速度的最大值为多少?
(2)求滑块的最大速度
(3)滑块完成5次全振动时走过的路程s
   
2023-06-18更新 | 360次组卷 | 3卷引用:安徽省安庆九一六学校2022-2023学年高二下学期第五次调研考物理试题
5 . 如图甲所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在AB两点之间做简谐运动,取向右为正方向,以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是(  )
   
A.t=0.4s时,振子的回复力方向向左
B.t=0.8s时,振子的速度方向向右
C.t=0.8s到t=1.2s的时间内,振子的加速度逐渐增大
D.t=1.2s到t=1.6s的时间内,弹簧振子的势能逐渐增大

6 . 如图所示,一劲度系数为的轻质弹簧上端与天花板连接,下端挂着用细线连接的质量均为的两物体A和B,处于静止。剪断A、B间的细线后,不计阻力,A做简谐运动,重力加速度为。求:(设轻质弹簧处于原长时弹性势能为零,且弹性势能与弹簧形变量的二次方成正比)

(1)当A振动到最高点时,弹簧的弹力为多少?

(2)A振动过程中,弹簧弹性势能的最大值。

(3)A振动过程中,速度的最大值。

   

2023-06-14更新 | 494次组卷 | 2卷引用:湖北省武汉重点中学2022-2023学年高一下学期6月月考物理试题
7 . 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 | 949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
8 . 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Fx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
由动量定理可知
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
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。
       
2023-06-13更新 | 568次组卷 | 2卷引用:北京市第一七一中学2022-2023学年高一下学期6月月考物理试题
9 . 如图所示,一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一物块,取物块静止时所处位置为坐标原点O,向下为正方向,建立Ox坐标轴。现将物块竖直向下拉到A位置后由静止释放,不计空气阻力。已知物块的质量为m,弹簧的劲度系数为kA位置的坐标为,重力加速度为g。下列说法正确的是(  )
A.物块在A位置时的回复力大小为
B.在任意周期内物块通过的路程一定等于
C.该简谐振动的振幅为
D.物块到O位置时的动能为
2023-06-05更新 | 764次组卷 | 2卷引用:黑龙江省哈尔滨市第九中学校2022-2023学年高二下学期期中物理试题
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 | 1446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