1、简谐运动的回复力和能量1.振动物体偏离平衡位置后,所受到的使它回到平衡位置的力,叫回复力,关于简谐运动的回复力,下列说法正确的是( )A.可以是恒力B.可以是方向不变而大小变化的力C.可以是大小不变而方向变化的力D.定是变力2.如图所示,当一弹簧振子在竖直方向上做简谐振动时,下列说法正确的是( )A.振子经过同一位置时,速度大小一定相同B.振子从最低点向平衡位置运动过程中,弹簧弹力始终做负功C.振子在从最低点向平衡位置运动过程中受到重力、弹力和回复力D.振子在平衡位置时,其动能最大,弹簧的弹性势能最小3.对于弹簧振子的回复力F与位移x的关系图像，下列正确的是( )A.B.C.D.4.如图所示，
2、质量为m的物块放置在质量为M的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，周期为T，振动过程中m、M之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k、物块和木板之间滑动摩擦因数为，下列说法正确的是（ ）A若t时刻和时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则一定等于的整数倍B若，则在t时刻和时刻弹簧的长度一定相同C研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D当整体离开平衡位置的位移为x时，物块与木板间摩擦力的大小等于5.如图所示,O是弹簧振子的平衡位置,小球在B、C之间做无摩擦的往复运动,则小球任意两次经过O点可能不同的物理是()A.速度B.机械能C.冋复力D.加速度6.有一个在y方
3、向上做简谐运动的物体,其振动图象如图甲所示。对图乙所给的(1)(4)图的判断正确的是( )A.图(1)可作为该物体的速度时间图象B.图(2)可作为该物体的回复力时间图象C.图(3)可作为该物体的回复力时间图象D.图(4)可作为该物体的加速度时间图象7.如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的之间做往复运动,下列说法正确的是( )A.振子从O到B和从B到O运动过程中回复力方向相同B.振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用C.振子在两个不同位置速度相同时加速度方向肯定相反D.弹簧振子在O点时机械能最大8.如图所示,质量为的物体系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为和,且,两弹簧均处于自然状态,
4、今向右拉动物体,然后释放,物体在间振动,O为平衡位置(不计阻力),则下列判断正确的是( )A.物体做简谐运动,B.物体做简谐运动,C.回复力D.回复力9.如图所示,物体系在两弹簧之间,弹簧的劲度系数分别为k1和k2, 且k1=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体,然后释放,物体在B、C间振动,O为平衡位置(不计阻力),设向右为正方向,物体相对O点的位移为x,则下列判断正确的是( )A.物体做简谐运动,OC=OBB.物体做简谐运动,OCOBC.物体所受合力F=-kxD.物体所受合力F=-3kx10.在光滑斜面上的物块A被平行于斜面的轻弹簧拉住静止于O点，如图所示。现将物块A沿斜
5、面拉到B点无初速度释放，物块A在范围内做简谐运动，则下列说法正确的是( )A.越长，振动能量越大B.在振动过程中，物块A的机械能守恒C.物块A与轻弹簧构成的系统的势能，当物块A在C点时最大，当物块A在O点时最小D.物块A与轻弹簧构成的系统的势能，当物块A在C点时最大，当物块A在B点时最小11.关于简谐运动的回复力和能量以下说法正确的是( )A.简谐运动的回复力不可能是恒力B.做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反C.简谐运动公式中是弹簧的劲度系数, 是弹簧的长度D.做简谐运动的物体每次经过平衡位置合力一定为零E.做简谐运动的物体动能和势能相互转化,振动的总能量保持不变12.如图甲所示，
6、将一轻质弹簧一端固定，另一端悬挂一质量的小球。现把小球由静止悬挂状态向下拉3 cm，然后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向上做简谐运动。已知弹簧的劲度系数，小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g取，不计空气阻力。求：（1）简谐运动的振幅A；（2）小球在平衡位置下方2 cm处时的回复力大小；（3）取平衡位置为坐标原点，向下为x轴正方向，在图乙的坐标系中定性画出小球的位移时间图像。答案以及解析1.答案：D解析：回复力是指使振动物体回到平衡位置的力,对简谐运动而言,其大小必和位移成正比,方向与位移方向相反,故选项D正确,ABC错误。2.答案：A解析：振子在振动过程中,速度相同的位置在平衡
7、位置两边,故弹簧的长度不等,故A正确;振子从最低点向平衡位置运动过程中,弹力的方向与位移的方向同向,故弹力做正功,故B错误;振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供,故C错误;振子在平衡位置时,其动能最大,弹簧的弹性势能不是最小,当弹簧恢复到原长的时候,弹性势能最小,故D错误.3.答案：C解析：根据公式，可判断回复力F与位移x的关系图像是一条直线，斜率为负值，故C正确。4.答案：D解析：若t时刻和时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则物块所处位置关于平衡位置对称,两位置之间的时间间隔不一定为的整数倍,A错误;若,在t时刻弹簧可能处于压缩状态,时刻弹簧则可能处于伸长状态,B
8、错误;研究木板的运动,弹簧的弹力和木块给木板的摩擦力,两者的合力充当了木板做简谐运动的回复力,C错误;对整体,整体只受弹簧的弹力,则,此时加速度为对物块分析可知,因为两者一块运动,加速度相同,故,D正确.5.答案：A解析：小球任总两次经过O点时.位移为零,回复力为零,加速度为零, 机械能最大.速度的大小相同,但是方向可能不同.则速度可能不同. 故选A6.答案：C解析：做简谐运动的物体在平衡位置时速度最大,从平衡位置向正向最大位移处运动时速度减小,速度方向为正,由题图乙中的(1)可知,其不能作为速度时间图象,A错误;由简谐运动的动力学方程F=-kx知,回复力的图象与位移图象的相位相反,可知B错误
9、,C正确;由知,加速度的图象与位移图象的相位相反,可知D错误。7.答案：AC解析：回复力方向与位移方向始终相反,弹簧振子从O到B和从B到O运动过程中位移方向相同,回复力方向相同,A正确;弹簧弹力作为回复力,因此振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用,B错误;振子在两个不同的位置速度相同,则此两位置关于O点左右对称,位移方向相反,回复力方向相反,加速度方向肯定也相反,C正确;弹簧振子是指弹簧与振子组成的系统,在振动过程中弹簧振子的机械能守恒,D错误。8.答案：AD解析：物体离开O点时所受的指向O点的力,符合简谐运动的回复力特点,因此物体以O为平衡位置做简谐运动,所以,故A,D正确,B、C错
10、误。9.答案：AD解析：物体的位移为x,则物体所受的合力F=-k1x-k2x=-(k2+k1)x=-3kx,D正确,C错误;可见物体做的是简谐运动,由简谐运动的对称性可得OC=OB,A正确,B错误。10.答案：AC解析：做简谐运动的物块的能量跟振幅有关，振幅越大，振动能量越大，所以A正确；在简谐运动中，系统机械能守恒，但物块A的重力势能与动能总和不断变化，物块A的机械能不守恒，故B错误；在简谐运动中，系统在最大位移处势能最大，在平衡位置处动能最大，势能最小，所以C正确，D错误。11.答案：ABE解析：根据简谐运动的定义可知,物体做简谐运动时,受到的回复力为,不可能是恒力,故A正确;质点的回复力
11、方向总是指向平衡位置,与位移方向相反;根据牛顿第二定律,加速度的方向与合外力的方向相同,所以做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反,故B正确;物体做简谐运动时,受到的回复力为,k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量的长度,不是弹簧的长度.故C错误;做简谐运动的物体每次经过平衡位置合力不一定为零,如单摆时,小球在平衡位置(最低点)受到的合外力提供向心力,故D错误;做简谐振动的物体的振幅不变,总能量不变,即做简谐运动的物体动能和势能相互转化,振动的总能量保持不变.故E正确.12.答案：（1）（2）6 N（3）图见解析解析：解：（1）由题意可知振幅（2）（3）取向下为正方向，所以初态在正向最大位移处，振动图像如图