第3节 简谐运动的回复力和能量
1.(对应要点一)关于简谐运动的动力学公式F=-kx,以下说法正确的是( )
A.k是弹簧的劲度系数,x是弹簧长度
B.k是回复力跟位移的比例常数,x是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移
C.对于弹簧振子系统,k是劲度系数,它由弹簧的性质决定
D.因为k=,所以k与F成正比
解析:k是回复力跟位移的比例常数,对弹簧振子系统,k是弹簧的劲度系数,由弹簧的性质决定; x是弹簧形变的长度,也是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移,故B、C正确。
答案:BC
2.(对应要点二)如图11-3-7所示是弹簧振子做简谐运动的振动图象,可以判定( )
A.从t1到t2时间内系统的动能不断增大,势能不断减小 图11-3-7
B.从t2到t3时间内振幅不断增大
C.t3时刻振子处于平衡位置处,动能最大
D.t1、t4时刻振子的动能、速度都相同
解析:t1到t2时间内,x减小,弹力做正功,系统的动能不断增大,势能不断减小,A正确;振幅不随时间而改变,B错误;t3时刻振子位移为零,速度最大,动能最大,C正确;t1和t4时刻振子位移相同,即位于同一位置,其速度等大反向,但动能相同,D错误。
答案:AC
3.(对应要点二)如图11-3-8所示,竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动,当物体到达最低点时,物体恰好掉下一半(即物体质量减少一半),此后振动系统的振幅的变化为( )
A.振幅不变 图11-3-8
B.振幅变大
C.振幅变小
D.条件不够,不能确定
解析:当物体到达最低点时掉下一半(即物体质量减少一半)后,新的系统将继续做简谐运动,机械能也是守恒的,所以还会到达原来的最低点。但是,由于振子质量的减少,新的平衡位置将比原来的平衡位置高,所以振幅变大,故B正确。
答案:B