高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十一章 机械振动1 简谐运动学案及答案

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简谐运动(学案导学) 学习目标： （1）了解什么是机械振动； （2）掌握简谐运动回复力的特征； （3）掌握从图形图象分析简谐振动位移随时间变化的规律 （4）通过简谐运动图象分析回复力,加速度,速度随时间变化规律 知识梳理 一机械振动 1.机械振动定义:___________________________________________________________ 2机械振动的条件:___________________________________________ 3 举出一些生活事例__________ __________ _____________ 说明:机械振动是自然界普遍的一种运动形式,一定是变速运动. 强化训练 1．随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的 （ ） 2．关于机械振动，下列说法正确的是 （ ） A．往复运动就是机械振动 B．机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用 C．机械振动是受回复力作用 D．回复力是物体所受的合力 3．下述说法中正确的是 （ ） A．树枝在风中摇动是振动 B．拍篮球时，篮球的运动是振动 C．人走路时手的运动是振动 D．转动的砂轮的边缘上某点的运动是振动，圆心可以看作是振动中心 二 简谐运动 （1）弹簧振子:（理想化的模型）：_______________________________________ （2）简谐运动：______________________________________________________ （3）简谐运动的规律：  eq \o\ac(○,1)在平衡位置：速度____、动能____、动量___；位移___、回复力___、加速度__。  eq \o\ac(○,2)在离开平衡位置最远时：速度___、动能___、动量___；位移___、回复力___、加速度___。  eq \o\ac(○,3)振动中的位移x都是以_________为起点的，方向从________指向末位置，大小为____________。加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”______，在平衡位置为______，方向总是指向______。 强化训练 4．关于简谐运动的有关物理量，下列说法中错误的是…………………… （ ） A．回复力方向总是指向平衡位置． B．向平衡位置运动时，加速度越来越小，速度也越来越小． C．加速度和速度方向总是跟位移方向相反． D．速度方向有时跟位移方向相同，有时相反． 5．作简谐运动的物体每次通过同一位置时，都具有相同的……………………（ ） A．加速度． B．动量． C．动能． D．位移． E．回复力． F．速度． 6．简谐运动是一种： ( ) A．匀速运动 B．变速运动 C．匀加速运动 D．变加速运动 E．匀减速运动 7．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置作简谐振动，当它从C向O点运动的过程中，位移方向及其大小的变化是 （ ） A．向右，逐渐增大 B．向右，逐渐减小 C．向左，逐渐增大 D．向左，逐渐减小 8．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、 B间做简谐振动，下列说法正确的是 （ ） A．振子在A、B处的加速度和速度均为零 B．振子通过O点后，加速度方向改变 C．振子通过O点后，速度方向改变 D．振子从O→B或从O→A的运动都是匀减速运动 9．做简谐运动的弹簧振子，下述说法中正确的是 （ ） A．振子通过平衡位置时，速度最大 B．振子在最大位移处时，加速度最大 C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同 D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同， 机械能相等 二、填空题 11．回复力的作用是能使物体 平衡位置，它是大小 ，方向 的力（填不变或变化）。 12．弹簧振子振动的最大位移是1cm，则完成一次全振动振子通过的路程是 cm。 13．一物体做简谐振动，根据物体受回复力和速度的大小的变化及方向可判定物体的运动性质，当物体指向平衡位置运动时，物体做 运动，当物体背离平衡位置运动时，物体做 运动。 14．一个做简谐振动的弹簧子，当振子的位移达到最大位移的一半时，回复力的大小跟振子达到最大位移时的回复力之比为 ；加速度的大小跟振子达到最大位移时的加速度之比为 。 例题解析 [例题1]一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是 A．振子在M、N两点受回复力相同 B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C．振子在M、N两点加速度大小相等 D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 [思路点拨]　 建立弹簧振子模型如图9－1所示．由题意知，振子第一次先后经过M、N两点时速度v相同，那么，可以在振子运动路径上确定M、N两点，M、N两点应关于平衡位置O对称，且由M运动到N，振子是从左侧释放开始运动的(若M点定在O点右侧，则振子是从右侧释放的)．建立起这样的物理模型，这时问题就明朗化了． [解题过程] 　因位移、速度、加速度和回复力都是矢量，它们要相同必须大小相等、方向相同．M、N两点关于O点对称，振子回复力应大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反．由此可知，A、B选项错误．振子在M、N两点的加速度虽然方向相反，但大小相等，故C选项正确．振子由M→O速度越来越大，但加速度越来越小，振子做加速运动，但不是匀加速运动．振子由O→N速度越来越小，但加速度越来越大，振子做减速运动，但不是匀减速运动，故D选项错误．由以上分析可知，该题的正确答案为C． [小结] 　(1)认真审题，抓住关键词语．本题的关键是抓住“第一次先后经过M、N两点时速度v相同”． (2)要注意简谐运动的周期性和对称性，由此判定振子可能的路径，从而确定各物理量及其变化情况． (3)要重视将物理问题模型化，画出物理过程的草图，这有利于问题的解决． 强化训练参考答案 1．A 2．C 3．AC 4．BC 5．ACDE 6．BD 7．D 9．B 9．ABCD 11．返回，变化，变化；12.4； 13.加速度减小的；加速度增加的； 14.1:2；1:2；