4.ABC 5.D
6.BC [简谐运动过程中机械能守恒,因此选项A、D错误;在最大位移处,弹簧形变量最大,因此弹性势能最大,选项B正确;从平衡位置到最大位移处,x↑→v↓→Ek↓,选项C正确.]
7.正 减小 负 减小 负 增大 增大 减小
解析 振子从B向O运动的过程中,位置在O点的右方,与O的距离逐渐减小,故位移为正值,大小逐渐减小.由F=-kx和a=-x可知,回复力和加速度的大小均在减小,方向为负,振子的速度方向为负,大小逐渐增大,故动能逐渐增大,势能逐渐减小.
8.> < 3 s末 0.5 s末和2.5 s末
解析 振动的机械能是由振幅决定的.由题图可知A甲=10 cm,A乙=5 cm,因此E甲>E乙,由图象知:T甲=4 s,T乙=2 s.则f甲==Hz,f乙==Hz,故f甲 9.解析 设O点为小球振动的平衡位置,此时弹簧形变量为x0.且mgsin θ=kx0,现把小球沿斜面向下拉动,偏离平衡位置的位移为x.设沿斜面向下为正方向. 此时小球所受合力F沿斜面向上,有 F=mgsin θ-k(x+x0) 即F=-kx 可见小球所受回复力的大小与偏离平衡位置的位移成正比,方向指向平衡位置,所以小球的运动为简谐运动. 10.解析 以小球为研究对象,竖直方向处于受力平衡状态,水平方向受到两根弹簧的弹力作用.设小球位于平衡位置O左方某处时,偏离平衡位置的位移为x,则左方弹簧受压,对小球的弹力大小为F1=k1x,方向向右.右方弹簧被拉伸,对小球的弹力大小为F2=k2x,方向向右.小球所受的回复力等于两个弹力的合力,其大小为F=F1+F2=(k1+k2)x,方向向右.令k=k1+k2,上式可写成F=kx.由于小球所受回复力的方向与位移x的方向相反,考虑方向后,上式可表示为F=-kx,所以,小球将在两根弹簧的作用下沿水平方向做简谐运动.