2019-2020学年人教版选修3-4 11.1 简谐运动 作业(1)
2019-2020学年人教版选修3-4 11.1 简谐运动 作业(1)第3页

参考答案:

  1.A [简谐运动有许多种,如水中浮标上下微小的浮动、后面将要学习的单摆在空气中小角度的摆动都是简谐运动,它是机械振动中最基本、最简单的一种,而机械运动中最基本、最简单的一种是匀速直线运动,因此A正确,B错误.振动中位移是相对于平衡位置而言的,而它总是从平衡位置开始,总是背离平衡位置的,所以C错误.虽然位移方向总背离平衡位置,但速度具有"双向性",当质点远离平衡位置运动时,速度与位移方向相同;质点向平衡位置运动时,速度与位移方向相反,所以D错误.]

  2.D [该题考查简谐运动的概念.物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,A错.简谐运动是最简单的振动,B错.物体做简谐运动时的轨迹线并不是正弦曲线,C错.若物体振动的图象是正弦曲线,则其一定是做简谐运动,D对.]

  3.D [该题考查简谐运动中位移和速度的变化规律.振子做简谐运动时,某时刻位移的方向与速度的方向可能相同,也可能相反,A、C不正确.当通过同一位置时,速度的方向不一定相同,D正确.经过平衡位置时,速度最大,B错.]

  4.B [振子离开平衡位置的位移是以O点为起点,C点为终点,大小为OC,方向向右.]

  5.BC [从图象可以看出,t=0时刻,振子在正的最大位移处,因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象,D选项错误;t1时刻以后振子的位移为负,因此t1时刻振子正通过平衡位置向下负方向运动,A选项错误;t2时刻振子在负的最大位移处,因此可以说是振子的位移最大,B选项正确;t3时刻以后,振子的位移为正,所以该时刻振子正通过平衡位置向上正方向运动,C选项正确.]

  6.B [振动图象表达的是振子的位移随时间变化的规律,不是运动轨迹,选项A错,B对;振子运动到平衡位置时速度最大,由图象得出:0.5 s时振子在平衡位置,1 s时在负的最大位移处,1.5 s时又回到平衡位置,2 s时在正的最大位移处,所以在0.5 s到1.5 s内振子先减速运动后加速运动,C错;在1 s到2 s内振子先加速运动后减速运动,D错.]

  7.C [振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移.位移是矢量,有大小,也有方向.因此3 s末的位移为-2 m,A项错;4 s末位移为零,B项错;路程是指质点运动的路径的长度,在4 s内应该是从平衡位置到最大位置这段距离的4倍,即为8 m,C项正确,D项错.]

  8.AD [依题意,再经过1 s,振动图象将延伸到正向位移最大处,这时质点的位移为正向最大,振动物体的速度为零,无方向.]

  9.解析 由图象上的信息,结合质点的振动过程可知

  (1)质点离开平衡位置的最大距离就是x的最大值为10cm;

  (2)在1.5s后质点位移减小,因此是向平衡位置运动,在2.5s后质点位移增大,因此是背离平衡位置运动;

  (3)质点第2秒末在平衡位置,因此位移为零.质点在前4秒内完成一个周期性运动,其路程为10cm×4=40cm.

  10.解析 (1)由图知,在计时开始的时刻振子恰好以沿x轴正方向的速度通过平衡位置,此时弹簧振子具有最大速度,随着时间的延续,速度不断减小,而位移逐渐加大,经t=1s,其位移达到最大.

  (2)由图知,在t=2s时,振子恰好通过平衡位置,此时加速度为零,随着时间的延续,位移不断变大,加速度也变大,速度不断变小,当t=3s时,位移达到负向最大值,加速度达到正向最大值,速度等于零.