第二章专题简谐运动导学案高二上学期物理人教版选择性

高二物理选择性必修一第2章专题练习学案（简谐运动）一、机械振动1、物体在平衡位置附近的往复运动．称为机械振动，简称。2、弹簧振子（1）小球和弹簧组成的系统称为，弹簧振子是一个模型.即不计摩擦、弹簧的质量忽略不计、小球可看成。图一（2）弹簧振子的运动特点①位移：总是从指向振子位置即总是背离平衡位置，是量②速度：小球在平衡位置速度最，在最大位移处，速度为。小球每次经过同一位置，位移，速率，速度方向可能。例1：如图一所示弹簧振子运动图像，下列说法正确的是()A．振动图像上的A、B两点振动物体的速度相同B．在t＝0.1s和t＝0．3s时，质点的加速度大小相等，方向相反C．振动图像上A、B两点的位移大小相等，方向相反D．质点在t＝0.2s和t＝0.3s时的动能相等变式训练：一弹簧振子在振动过程中的某段时间内加速度越来越大，则在这段时间内（）A．振子的位移逐渐增大B．振子正在向平衡位置运动C．振子的速度逐渐增大D．振子的速度方向与加速度方向一致3、回复力：使振子返回的力①大小：F=说明：号表示始终与位移相反；方向:总是指向平衡位置②回复力是效果力，不是物体受到的另一个力例2：弹簧下面挂一小钢球如图所示，提供它振动的回复力的是（）A.小球的重力B.弹簧弹力C.弹簧弹力和重力的合力变式训练：（多选）如图所示,质量为m的物体系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为k1和k2,且k1=k2=2k,两弹簧均处于自然状态,今向右拉动物体,然后释放,物体在BC间振动,O为平衡位置(不计阻力),则下列判断正确的是()A.物体做简谐运动,OC=OB B.物体做简谐运动,OC≠OBC.回复力F=kx D.回复力F=3kx二、弹簧振子位移时间（xt）的图像与函数1、振幅(A)：振动物体离开平衡位置的，是量，振幅的大小表示振动的。2、周期(T)：完成一次所用的时间（单位s）频率(f)：内完成全振动的次数（单位Hz）3、弹簧振子的位移—时间图像建立坐标系：水平的弹簧振子，以小球的为坐标原点，沿着它的方向建立坐标轴。用横轴表示振子运动的，纵轴表示振子在振动过程中离开的位移x，是一条正弦(或余弦)曲线。4、简谐运动：如果物体的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图像(x­t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。5、简谐运动的函数表达式：x=其中ω是简谐运动的圆频率，可表示简谐运动的。(ωt＋φ)是简谐运动的相位，代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。特别的当t=0时，相位φ为简谐运动的初始相位，所以φ被称为。简谐运动的周期和圆频率与振幅无关，只与振动系统的自身有关。简谐运动具有的特征为：性；性；性。例3：一个做简谐运动的质点,它的振幅是4cm,频率是2.5Hz,该质点从平衡位置开始经过2.5s后,位移的大小和经过的路程为()A.4cm,10cm B.4cm,100cmC.0,24cm D.0,100cm变式训练：(多选)下图为一质点的振动图像,曲线满足正弦变化规律,则下列说法正确的是()A.该振动为简谐运动B.该振动的振幅为10cmC.质点在前0.12s内通过的路程为20cmD.0.04s末,质点的振动方向沿x轴负方向三、简谐运动的能量E=EK+EP1、振动系统(弹簧振子)运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。在简谐运动中，振动系统的守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型。2、判定振动物体是否做简谐运动方法方法一：运动角度，如果运动图像是正弦函数，则是简谐运动。但是实际运动中，这个很难证明方法二：力学角度，1：平衡位置x02:偏离平衡位置x3:满足F=kx例4：如图所示,当一弹簧振子在竖直方向上做简谐振动时,下列说法正确的是(

)A.振子经过同一位置时,速度大小一定相同

B.振子从最低点向平衡位置运动过程中,弹簧弹力始终做负功

C.振子在从最低点向平衡位置运动过程中受到重力、弹力和回复力

D.振子在平衡位置时,其动能最大,弹簧的弹性势能最小变式训练：如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的AB之间做往复运动,下列说法正确的是()A.振子从O到B和从B到O运动过程中回复力方向相同B.振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用C.振子在两个不同位置速度相同时加速度方向肯定相反D.弹簧振子在O点时机械能最大课后作业：1、关于简谐运动，下列说法正确的是()A．简谐运动一定是水平方向的运动B．所有的振动都可以看作是简谐运动C．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线D．只要振动图像是正弦曲线，物体一定做简谐运动2、一弹簧振子A的位移x随时间t变化的关系式为x=0.t(m),时间t的单位为s。下列说法正确的是()A.弹簧振子的振幅为0.2mB.弹簧振子的周期为1.25sC.在t=0.2s时,振子的运动速度为零D.质点在0.1s末与0.3s末的速度相同3、一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列叙述正确的是()A.质点的振动频率为4HzB.在10s内质点经过的路程为20cmC.在5s末,质点做简谐运动的相位为32D.t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等,都是2cm4、如图，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动，小球将做周期为T的往复运动，则（）A．小球做简谐运动B．小球动能的变化周期为T/2C．两根弹簧的总弹性势能的变化周期为TD．小球的初速度为v/2时，其运动周期为2T5、质点做简谐运动的x－t关系如图甲所示，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v－t关系是()6、（多选）如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法不正确的是()A．t＝0.4s时，振子的速度为正值B．t＝0.8s时，振子在O点和A点之间C．t＝0.6s和t＝1.2s时刻，振子的速度完全相同D．t＝1.5s到t＝1.8s的时间内，振子的加速度逐渐减小7、下图为某简谐运动的图像,若t=0时,质点正经过O点向b点运动,下列说法正确的是()A.质点在0.7s时,正在远离平衡位置运动B.质点在1.5s时的位移最小C.1.2s到1.4s,质点的位移在增大D.1.6s到1.8s,质点的位移在增大8、（多选）在光滑斜面上的物块A被平行于斜面的轻弹簧拉住静止于O点，如图所示。现将物块A沿斜面拉到B点无初速度释放，物块A在B→C范围内做简谐运动，则下列说法正确的是()A.OB越长，振动能量越大B.在振动过程中，物块A的机械能守恒C.物块A与轻弹簧构成的系统的势能，当物块A在C点时最大，当物块A在O点时最小D.物块A与轻弹簧构成的系统的势能，当物块A在C点时最大，当物块A在B点时最小9、如图为一弹簧振子的振动图像，求：(1)该振子简谐运动的表达式；(2)在第2s末到第3s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度是怎样变化的？(3)该振子在前100s的位移是多少？路程是多少？参考答案：振动弹簧振子理想化质点平衡位置矢大0相同相等不同例1B变式训练：A平衡位置kx例2：C变式训练：AD最大距离标强弱全振动单位时间平衡位置振动时间t平衡位置