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简谐运动的回复力和能量试题及答案-高中物理-云返教育
如图所示,三个质量均为m的物块A、B、C沿一条直线放在水平光滑地面上,物块A、B之间连接有一个处于原长的水平轻弹簧,A、B和弹簧静止不动.现在记C以水平速度v
0
向B运动,设C和B碰撞以后不再分开,试求弹簧第一次压缩最短时,弹簧贮存的弹簧性势能.
答案解析
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类型:
解答题
难度系数:
中
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动,B、C相距10cm.某时刻(为计时起点)振子处于B点,经过0.5s,振子第3次到达C点,求:
(1)振动的周期和频率;
(2)振子在5s内通过的路程及5s末的位移大小;
(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点2cm处P点的加速度大小的比值.
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解答题
难度系数:
中
如图所示,质量为m=0.5kg的物体放在质量为M=4.5kg的平台上,随平台上、下做简谐运动.设在简谐运动过程中,二者始终保持相对静止.已知弹簧的劲度系数为k=400N/m,振幅为A=0.1m.试求:
(1)二者一起运动到最低点时,物体对平台的压力大小;
(2)二者一起运动最高点时,物体对平台的压力大小.(取g=10m/s
2
)
答案解析
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类型:
解答题
难度系数:
中
如图所示,将质量为m=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子.弹簧原长l
0
=5cm,A的厚度可忽略不计,g取10m/s
2
.求:
(1)当A做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面C的高度;
(2)若A做简谐运动的振幅为0.5cm,则弹簧对A的最大弹力.
答案解析
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解答题
难度系数:
中
在光滑的水平面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k=10N/m,振子M质量为0.1kg,振子的最大速度为v
0
=1m/s,如图所示.当振子运动到最大位移A=10cm的时刻把质量为0.3kg的物体N轻放其上.要保持物体N和振子M一起振动,M、N物体之间的动摩擦因数至少应为多大?当M和N一起振动时,经过平衡位置时它们的速度大小为多少?
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难度系数:
中
如图所示,将质量为m
A
=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子,在A的上方放置m
B
=m
A
的物块B,使A、B一起上下振动,弹簧原长为5cm.A的厚度可忽略不计,g取10m/s
2
求:
(1)当系统做小振幅简谐振动时,A的平衡位置离地面C多高?
(2)当振幅为0.5cm时,B对A的最大压力有多大?
(3)为使B在振动中始终与A接触,振幅不能超过多大?为什么?
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难度系数:
中
如图,质量分别为M、m的物块水平叠放在光滑水平地面上,一劲度系数为K的轻弹簧与M相连,它们以O为平衡位置在B、C间作简谐振动,m与M间动摩擦因数为μ,m与M始终相对静止.
(1)在从O向B运动过程中,摩擦力对m做正功还是负功?
(2)若它们的振幅为A,求m在振动过程中受到的最大静摩擦力多大?
(3)要想两物块不发生相对滑动,振幅A最大为多少?
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难度系数:
中
如图所示,弹簧振子在光滑水平面上以振幅A做简谐运动,质量为M的滑块上面放一个质量为m的砝码,砝码随滑块一起做简谐运动,已知弹簧的劲度系数为k,试求:
(1)使砝码随滑块一起振动的回复力是什么力?它跟位移成正比的比例常数k'等于多少?
(2)当滑块运动到振幅一半时,砝码所受回复力有多大?方向如何?
(3)当砝码与滑块的动摩擦因数为μ时,要使砝码与滑块不发生相对滑动的最大振幅为多大?
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难度系数:
中
如图所示,质量为M的木框内静止在地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于木框,一质量为m的小球放在该弹簧上,让小球在同一条竖直线上作简谐运动,在此过程中木框始终没有离开地面.若使小球始终不脱离弹簧,则:
(1)小球的最大振幅A是多大?
(2)在这个振幅下木框对地面的最大压力是多少?
(3)在这个振幅下弹簧的最大弹性势能是多大?
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难度系数:
中
如图所示为某课外探究小组所设计的实验装置:把一个质量为M的长方形框架A静止放在水平地面上.一个轻弹簧,上端与框架A的顶端相连,下端与质量为m的小球B相连,B的下面再通过轻质细线与小球C相连.整体处于静止状态.现剪断细线,把小球C拿走,小球B便开始上下做简谐运动.实验表明,小球C的质量存在一个临界值,超过这个临界值,当剪断细线拿走小球C后,小球承向上做简谐运动的过程中,框架A会离开地面.试求小球C的这一质量的临界值.
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难度系数:
中
如图所示,质量为M=0.5kg的物体B和质量为m=0.2kg的物体C,用劲度系数为k=100N/m的轻弹簧连在一起.物体B放在水平地面上,物体C在轻弹簧的上方静止不动.现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x=0.03m后释放,物体C就上下做简谐运动,在运动过程中,物体B始终不离开地面.已知重力加速度大小为g=10m/s
2
.试求:当物体C运动到最高点时,物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小.
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难度系数:
中
B.将一个力传感器接到计算机上,就可以测量快速变化的力,用这种方法测得某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示,根据此图提供的信息,下列判断正确的是( )
A.摆球的摆动周期T约为0.6s
B.约t=0.2s时摆球正好经过最低点
C.约t=1.1s时摆球正好经过最低点
D.摆球摆动过程中机械能明显减小.
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难度系数:
中
(2011?甘肃模拟)如图16所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度为1m,上面连接一个质量为m
1
=1kg的物体,平衡时物体离地面0.9m.距物体m
1
正上方高为0.3m处有一个质量为m
2
=1kg的物体自由下落后与弹簧上物体m
1
碰撞立即合为一体,一起在竖直面内做简谐振动.当弹簧压缩量最大时,弹簧长为0.6m.求(g取10m/s
2
):
(1)碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少?
(2)两物体一起做简谐振动时振幅的大小?
(3)弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小?
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难度系数:
中
如图所示,质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上,使小球上下振动而又始终未脱离弹簧.
(1)最大振幅A是多大?
(2)在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力F
m
是多大?
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难度系数:
中
如图所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上,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
3
4
L时将物块由静止开始释放(物快做简谐运动),且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态.重力加速度为g.
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)物块做简谐运动的振幅是多少;
(3)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用x表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动;(已知做简谐运动的物体所受的恢复力满足 F=-kx)
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难度系数:
中
一单摆做简谐振动,其回复力F与位移x的关系图线如图所示,摆球质量为100g,当地重力加速度为9.8m/s
2
,试求:
(1)此单摆摆长和周期.
(2)单摆做简谐振动的最大加速度和最大速度.
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难度系数:
中
将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、A′之间来回滑动,A,A′点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ,θ很小.图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0t=0为滑块从A点开始运动的时刻,试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息,求:
(1)容器的半径;
(2)小滑块的质量;
(3)滑块运动过程中的守恒量.
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难度系数:
中
(选修3-4)
(1)下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是
.(填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.弹簧振子的周期与振幅有关
B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C.在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D.单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
(2)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB.
①求介质的折射率.
②折射光线中恰好射到M点的光线
(填“能”或“不能”)发生全反射.
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难度系数:
中
小球做匀速圆周运动,则小球按如图所示的方式在墙上形成的投影的运动是简谐运动,这是可以证明的结论.证明一个运动是简谐运动的一个判定式是a=-kx,a为作简谐运动物体的加速度.假如,此质点的质量是m,圆半径是R,匀速圆周运动的线速度大小是v,则反映此投影是简谐运动的式子a=-kx中的k是多少?
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难度系数:
中
如图所示,A、B质量分别为m
A
=1kg,m
B
=2kg,AB间用弹簧连接着,弹簧弹性系数k=100N/m,轻绳一端系在A上,另一端跨过定滑轮,B为套在轻绳上的光滑圆环,另一圆环C固定在桌边,B被C挡住而静止在C上,若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚没接触地面.现用恒定拉力F=15N拉绳子,恰能使B离开C但不能继续上升,不计摩擦且弹簧没超过弹性限度,求
(1)B刚要离开C时A的加速度,并定性画出A离地面高度h随时间变化的图象
(2)若把拉力F改为F=30N,则B刚要离开C时,A的加速度和速度.
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中
高中物理简谐运动的回复力和能量分页列表
1
2
3
4
5
6
第1章 机械振动
1.1 研究简谐运动
* 用三角函数表示简谐运动
*相位
简谐运动
简谐运动的回复力和能量
简谐运动的振动图像
简谐运动的振幅、周期和频率
研究弹簧振子的周期和小球质量的关系
第2章 机械波
2.1 机械振动的传播
波的形成和传播
横波的图象
横波和纵波
机械波
声波
第3章 电磁场与电磁波
3.1 麦克斯韦的电磁场理论
电磁场
第4章 光的波动性
4.1 光的干涉
光的干涉
光的双缝干涉现象和薄膜干涉现象
双缝干涉的条纹间距和波长的关系
用双缝干涉测光的波长
用双缝干涉实验测定光的波长
MBTS ©2010-2016
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