當前位置： 2021-2022學年青海省西寧市湟中區(qū)多巴高級中學高二（下）第一次月考物理試卷> 試題詳情

如圖所示，彈簧上端固定一質量為m的小球，小球在豎直方向做振幅為A的簡諧運動，當小球振動到最高點時彈簧正好為原長，則小球在振動過程中（　?。?/h1>

A．小球的最大動能應等于mgA

B．彈簧的彈性勢能和小球動能的總和保持不變

C．彈簧的最大彈性勢能等于2mgA

D．小球在最低點時的彈力大于2mg

【考點】簡諧運動的回復力．

【答案】C

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/5/23 20:38:36組卷：215引用：7難度：0.9

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1．物理學中，力與運動關系密切，而力的空間累積效果——做功，又是能量轉化的量度。因此我們研究某些運動時，可以先分析研究對象的受力特點，進而分析其能量問題。已知重力加速度為g,且在下列情境中，均不計空氣阻力。
（1）勁度系數為k₁的輕質彈簧上端固定，下端連一可視為質點的小物塊，a.若以小物塊的平衡位置為坐標原點O，以豎直向下為正方向建立坐標軸Ox,如圖1所示，用x表示小物塊由平衡位置向下發(fā)生的位移。
b.求小物塊的合力F與x的關系式，并據此說明小物塊的運動是否為簡諧運動；
系統(tǒng)的總勢能為重力勢能與彈性勢能之和。請你結合小物塊的受力特點和求解變力功的基本方法，以平衡位置為系統(tǒng)總勢能的零勢能參考點，推導小物塊振動位移為x時系統(tǒng)總勢能E_P的表達式。
（2）如圖2所示為理想單擺，擺角θ足夠小，可認為是簡諧運動。其平衡位置記為O'點。
a.若已知擺球的質量為m,擺長為L，在偏角很小時，擺球對于O'點的位移x'的大小與θ角對應的弧長、弦長都近似相等，即近似滿足：sinθ≈
x
′
L
。請推導得出小球在任意位置處的回復力與位移的比例常數k₂的表達式；
b.若僅知道單擺的振幅A，及小球所受回復力與位移的比例常數k₂，求小球在振動位移為
A
2
時的動能E_k（用A和k₂表示）。
發(fā)布：2024/11/10 4:0:2組卷：191引用：3難度：0.5
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