题文
如图所示,一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子,物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动,O为平衡位置,C为AO的中点,设OC=h,振子的周期为T。某时刻物体恰好经过C点并向上运动,则从此时刻开始的半个周期时间内,下列结论正确的是:( ) 
A.系统的弹性势能增加量为2mghB.重力的冲量大小为mgT/2C.回复力做的功为零D.在此时刻开始的T/4时间内振子通过的路程为2h
题型:未知 难度:其他题型
答案
ABC
解析
专题:动量定理应用专题.
分析:从C点开始经过半个周期时间内,物体运动到C点关于平衡位置对称的位置,根据动能定理求出此过程弹力做功。重力的冲量等于重力与时间的乘积。物体的回复力是重力与弹簧弹力的合力,在半个周期内回复力做功为零,根据动量定理求解回复力的冲量。
解答:
A、由简谐运动的对称性可知,从C点开始经过半个周期时间内,物体运动到C点关于平衡位置对称的位置,即到达O点下方h处,速度大小与C点速度大小相等,设为v。根据动能定理得,2mgh+W=0,得到弹簧弹力做功W=-2mgh,即系统的弹性势能增加量为2mgh。故A正确。
B、重力是恒力,则重力的冲量大小为I="Gt=" mgT/2。故B正确。
C、物体的回复力是重力与弹簧弹力的合力由于初、末速度大小相等,由动能定理可知,半个周期内回复力做功为零。故C正确。
D、在此时刻开始的T/4时间内振子通过的路程为1/2h,故D不正确.
所以选ABC。
点评:此题要抓住简谐运动的周期性和对称性,注意动量是矢量,动能是标量,应用动能定理研究合力功、应用动量定理研究合力的冲量是常用的思路。
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一轻弹簧与质量为m的物体组成弹.....”主要考查你对 [简谐运动的概念 ]考点的理解。
简谐运动的概念
简谐运动:
1、机械振动的定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动,简称振动。
2、简谐运动的定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的复力的作用下振动简谐运动是最简单,最基本的机械振动叫做简谐运动。
3、简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
4、简谐运动的判定:要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。


