1、课时跟踪检测(六) 简谐运动1关于简谐运动,下列说法正确的是()A简谐运动一定是水平方向的运动B所有的振动都可以看作是简谐运动C物体做简谐运动时的轨迹一定是正弦曲线D只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动解析:选D简谐运动不一定是水平方向的运动,也可能是竖直方向上的运动,A错误;满足振动图像是正弦曲线的振动才是简谐运动,B错误;物体做简谐运动时的轨迹是一条线段,C错误;只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动,D正确。2下列振动系统不可看作弹簧振子的是()A如图甲所示,竖直悬挂的轻弹簧及小铅球组成的系统B如图乙所示,放在光滑斜面上的铁块及轻弹簧组成的系统C如图丙所示,光滑水平面上,两根轻
2、弹簧系着一个小钢球组成的系统D蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统解析:选D选项A、B、C都满足弹簧振子的条件,A、B、C不符合题意;选项D中人受空气的阻力不可忽略,且人不能看作质点,故不可看作弹簧振子,D符合题意。3一质点做简谐运动的图像如图所示,在前2 s内具有最大负方向速度的时刻是()A0.5 sB1 sC1.5 sD2 s解析:选A质点经过平衡位置时速度最大,速度方向可以根据切线斜率的正负来判断,也可以根据下一时刻位移的变化来判断,还可以根据简谐运动的过程来判断。由题图知,从t0到t1 s时间内质点向负方向的最大位移处运动,因此可判断速度方向为负方向,当位移为零时速度最大,所以0.5 s时
3、负方向上速度最大。故选A。4.一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像(xt图像)如图所示。由图可推断,振动物体()A在t1和t3时刻具有相同的速度B在t3和t4时刻具有相同的位移C在t4和t6时刻具有相同的位移D在t4和t6时刻具有相同的速度解析:选Ct1与t3时刻物体经过同一位置,运动方向相反,速度不相同,A错误;t3和t4时刻物体经过关于平衡位置对称的两点,位移大小相等、方向相反,B错误;t4与t6时刻物体的位移都是2 cm,C正确;t4和t6时刻物体沿不同方向经过同一点,速度大小相等、方向相反,D错误。5.如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点,建立Ox轴。向右为x轴的
4、正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为()解析:选A由题意:振子运动到N点时,振子具有正方向最大位移,所以振子运动到N点时开始计时,振动图像应是余弦曲线,故A正确,B、C、D错误。6一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知,t2.5 s时,质点的()A速度沿负方向B速度沿正方向C质点位移为正D质点正远离平衡位置向最大位移处运动解析:选B根据振动的x t图像可知,t2.5 s时位移x0,且正在减小,对应振动情境如图所示。振子从负位移处向平衡位置运动,所以速度沿正方向且正在增大,位移沿负方向且正在减小,故B正确,A、C、D错误。7如图甲所示,质点在a、b两点之间做简
5、谐运动,质点做简谐运动的图像如图乙所示。若t0时,质点正经过O点向b运动,则下列说法正确的是()A质点在0.7 s时,正在远离平衡位置运动B质点在1.5 s时的位移最大C1.21.4 s,质点的位移在减小D1.61.8 s,质点的位移在增大解析:选B由于位移是指由平衡位置指向质点所在位置的有向线段,故质点在0.7 s时的位移方向向右,且正在向平衡位置运动,所以A项错误;质点在1.5 s时的位移达到最大,故B项正确;1.21.4 s时间内,质点正在远离平衡位置,所以其位移在增加,故C项错误;1.61.8 s时间内,质点正向平衡位置运动,所以其位移正在减小,故D项 错误。8.2019年2月25日1
6、3时15分,我国四川省自贡市荣县发生4.9级地震,震源深度5 km,造成2死12伤,直接经济损失超1 399万元。如图是某中学兴趣小组在地震时得到的一段振动图像,则振针在t3.5 s时,速度v、位移x的方向应为()Av为正,x为负Bv为负,x为正Cv、x都为正Dv、x都为负解析:选C由题图可得,t3.5 s时振针正在远离平衡位置,向正方向运动,所以速度为正值,此时振针相对平衡位置的位移为正向位移,故C正确。9.如图所示为某物体做简谐运动的图像,下列说法中正确的是()A由PQ位移在增大B由PQ速度在增大C由MN速度是先减小后增大D由MN位移始终减小解析:选A简谐运动位移是以平衡位置为初始位置的,
7、由PQ位移在增大,速度在减小,故A项正确,B项错误;由MN速度先增大后减小,故C项错误;由MN位移先减小后增大,故D项错误。10.装有砂粒的试管竖直静立于水面,如图所示,将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动,若取竖直向上为正方向,则如图所示描述试管振动的图像中可能正确的是()解析:选D试管在竖直方向上做简谐运动,平衡位置是在重力与浮力相等的位置,开始时向上提起的距离,就是其偏离平衡位置的位移,为正向最大位移,故D正确。11如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列
8、说法正确的是()At0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处Bt0.6 s和t1.4 s时,振子的速度完全相同Ct0.8 s时,振子的速度方向向左Dt0.4 s到t0.8 s的时间内,振子的位移和速度都逐渐减小解析:选C在00.4 s内,振子做变速运动,不是匀速运动,所以t0.2 s时,振子不在O点右侧6 cm处,故A错误。由图像乙知t0.6 s和t1.4 s时,振子的速度大小相等,方向相反,故B错误。t0.8 s时,图像的斜率为负,说明振子的速度为负,即振子的速度方向向左,故C正确。t0.4 s到t0.8 s的时间内,振子的位移减小,正向平衡位置靠近,速度逐渐增大,故D错误。12.如图所示,一轻质弹簧上端系于天花板上,一端挂一质量为m的小球,弹簧的劲度系数为k,将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后,小球做简谐运动,则:(1)小球从放手至运动到最低点,下降的高度为多少?(2)小球运动到最低点时的加速度大小为多少?解析:(1)放手后小球到达平衡位置O点,弹簧伸长了x,则mgkx,x,x也是振动过程中球离平衡位置的最大距离,所以小球从放手运动到最低点,下降高度为2x,即。(2)小球在最高点时只受重力,其加速度为g,最低点和最高点对平衡位置的位移大小相等,故加速度大小相等,为g。答案:(1)(2)g