物理選修3-4學(xué)案第十一章1簡諧運動含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精簡諧運動1．機械振動(1）定義：物體在某一地址周邊所做的往來運動，叫做機械振動,平時簡稱為振動。2)特點：①物體振動時有一中心地址，這一地址叫做平衡地址，是振動物體未開始振動時有關(guān)于參照系靜止的地址，在此地址物體在振動方向上的合力為零；②物體（或物體的一部分)在中心地址兩側(cè)做往來運動;③物體運動的軌跡可以是直線，也可以是曲線?！纠?】以下運動中屬于機械振動的是（)．樹枝在風(fēng)的作用下運動．豎直向上拋出的物體的運動C．轉(zhuǎn)動的砂輪的邊緣上某點的運動是振動，圓心可以看做是振動中心D．爆炸聲引起窗扇的運動解析：A√物體在平衡地址周邊所做的往來運動屬于機械振動DB×豎直向上拋出的物體到最高點反返回落地，不擁有運動的往來性,所以不屬于機械振動C×轉(zhuǎn)動的砂輪的邊緣上某點的運動不是在平衡地址周邊的往來運動答案：AD2．彈簧振子)一端固定，另一端連接一個質(zhì)點構(gòu)造一根沒有質(zhì)量的彈簧（輕質(zhì)彈簧看法由彈簧和振子組成的系統(tǒng)，當忽略了空氣的阻力和各種摩擦，不計彈簧的質(zhì)量時，這個系統(tǒng)就叫做彈簧振子特點是一種理想化模型，在實質(zhì)中是不存在的水平彈簧振子豎直彈簧振子分類辯誤區(qū)：彈簧振子的運動特點（1)彈簧振子在運動過程中，振子所碰到的彈力隨位移的變化而變化，所以彈簧振子的運動是非勻變速運動，切不可以作為勻變速運動辦理。（2）振子碰到的彈力是變力，彈簧振子的運動是變加速運動。【例2】以下列圖,將小球向下拉動一小段距離，則此后小球所做的運動屬于以下哪一種

(

)．勻速運動．勻變速運動．非勻變速運動D．機械振動解析:答案：CD3．彈簧振子的位移—時間圖象如何獲得彈簧振子的位移—時間圖象①建立坐標系：以小球的平衡地址為坐標原點,沿運動方向和垂直于運動方向建立坐標軸。一側(cè)時,位移為正，在平衡地址另一側(cè)時,位移為負。②繪制圖象:用頻閃照相的方法來顯示振子在不一樣時刻的地址。獲得以下列圖的圖象。

規(guī)定小球在平衡地址學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精③解析：由于照相底片從下向上勻速運動，底片運動的距離與時間成正比。所以，可用底片運動的距離代表時間軸.振子的頻閃照片反響了不一樣時刻，振子走開平衡地址的位移。也就是位移隨時間變化的規(guī)律。（2）位移的變化振子的運動A→OO→A′A′→OO→A對O點位移的方向向右向左向左向右位移大小如何變化減小增大減小增大（3)圖象的含義：反響了振動物體相對平衡地址的位移隨時間的變化規(guī)律,彈簧振子的位移—時間圖象是一個正（余)弦函數(shù)圖象。彈簧振子的位移與直線運動的位移含義相同嗎?1直線運動的位移是指從初地址到末地址的有向線段；機械振動的位移的起點為平衡地址;2彈簧振子不論運動多長時間，從哪一點開始運動，位移的起點都是平衡地址；直線運動的位移對應(yīng)的是某一過程?！纠?】如圖是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移—時間圖象，以下有關(guān)該圖象的說法正確的選項是

（

)．該圖象的坐標原點是建在彈簧振子小球的平衡地址B。從圖象可以看出小球在振動過程中是沿t軸方向搬動的C．為了顯示小球在不一樣時刻偏離平衡地址的位移,讓底片沿垂直x軸方向勻速運動D．圖象中小球的疏密顯示出相同時間內(nèi)小球地址變化快慢不一樣解析:從圖象中能看出坐標原點在平衡地址，A對。橫軸誠然是由底片勻速運動獲得的位移，但已經(jīng)轉(zhuǎn)變成時間軸，小球只在x軸上振動，所以答案：ACD

B錯，C

對。因圖中相鄰小球之間時間相同，密處說明地址變化慢，

D對。4．簡諧運動(1）簡諧運動的看法:若是質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系依照正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動.（2)簡諧運動的特點：簡諧運動是最基本、最簡單的振動。(3）簡諧運動的性質(zhì):簡諧運動的位移隨時間按正弦規(guī)律變化，所以它不是勻變速運動，應(yīng)為變力作用下的非勻變速運動。4）簡諧運動的位移①定義：振動位移以平衡地址為起點，所以在振動圖象上，振動位移可用從平衡地址指向振子所在地址的有向線段表示,方向為從平衡地址指向振子所在地址，大小為平衡地址到該地址的距離。②位移的表示方法:以平衡地址為坐標原點，以振動所在的直線為坐標軸，規(guī)定正方向,則某時刻振子偏離平衡地址的位移可用該時刻振子所在的地址坐標來表示。（5)簡諧運動的速度：①速度的理解:以下列圖，在x坐標軸上,設(shè)O點為平衡地址，A、B為位移最大處,依照彈簧振子的位移象，由于斜率表示速度，所以可知，在O點速度最大,在A、B兩點速度為零。

—時間圖②速度的物理含義：速度是描繪振子在平衡地址周邊振動快慢的物理量。在所建立的坐標軸（也稱為“一維坐標系”)上,速度的正負號表示振子運動方向與坐標軸的正方向相同或相反.談重點：簡諧運動的周期性（1）簡諧運動與勻速直線運動、勻變速直線運動的規(guī)律不一樣樣，其位移、速度隨時間做周期性變化，依照正弦規(guī)律;（2）簡諧運動的振動過程擁有對稱性，其運動是變加速運動?！纠?】關(guān)于簡諧運動，以下說法正確的選項是( )．簡諧運動必然是水平方向的運動．所有的振動都可以看做是簡諧運動C．物體做簡諧運動時必然可以獲得正弦曲線形的軌跡線學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精D．只要振動圖象是正弦曲線，物體必然做簡諧運動解析:A×物體的簡諧運動其實不用然只在水平方向發(fā)生，各個方向都有可能發(fā)生B×簡諧運動的位移與時間的關(guān)系依照正弦函數(shù)規(guī)律C×做簡諧運動的軌跡線其實不是正弦曲線D√物體振動的圖象是正弦曲線,必然是做簡諧運動答案：D5．從振動圖象解析速度的方法(1）從振動位移變化情況解析：以下列圖，比方欲確定質(zhì)點在t1時刻的速度方向,取大于t1一小段時間的另一時刻t1′，并使t1′－t1極小，由質(zhì)點t1′時刻的地址P1′（t1′，x1′），可知x1′＜x1，即P1′位于P1的下方，也就是經(jīng)過很短的時間,質(zhì)點的位移將減小,說明t1時刻質(zhì)點的速度方向沿x軸的負方向。同理可判斷t2時刻質(zhì)點也沿x軸負方向運動,正在走開平衡地址向負最大位移處運動。若｜x1｜＜|x2|，由簡諧運動的對稱特點，還可判斷t1和t2時刻對應(yīng)的速度大小關(guān)系為v1＞v2.2）從圖線斜率解析:圖象上某點切線斜率為正,速度方向為正方向，圖象上某點切線斜率為負，速度方向為負方向，斜率的絕對值表示速度大小。斜率大，速度大。6．判斷物體做簡諧運動的方法簡諧運動的位移隨時間按正弦規(guī)律變化。判斷物體可否做簡諧運動，可以從運動學(xué)方面和力學(xué)方面解析。從力學(xué)方面判斷的方法將在第3節(jié)談?wù)摚竟?jié)從運動學(xué)方面定性解析。詳盡步驟以下：(1）解析物體的運動狀態(tài)。（2)解析位移隨時間的變化規(guī)律。若位移隨時間按正弦規(guī)律變化，則物體做簡諧運動。別的簡諧運動擁有重復(fù)性的運動軌跡,若軌跡不重復(fù)，則必然不是簡諧運動.談重點：簡諧運動的判斷(1）做振動或簡諧運動的物體必然有一此中心地址。物體在中心地址兩側(cè)運動。并且簡諧運動是加速度變化的運動。是否是簡諧運動，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上我們可以從運動特點下手，看其位移與時間關(guān)系可否吻合正弦規(guī)律。后邊學(xué)了其力學(xué)特點后也可以從其受力特點下手作出判斷?！纠?－1】一質(zhì)點做簡諧運動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線以下列圖，由圖可知，t＝2。5s時，質(zhì)點的（）A．速度沿負方向B．速度沿正方向C．質(zhì)點正向平衡地址搬動D．質(zhì)點正遠離平衡地址向最大位移處運動解析：依照振動的x-t圖象可知，t＝2。5s時位移x＜0，且正在減小,對應(yīng)振動情況以下列圖.振子從負位移處向平衡地址運動，所以速度沿正方向且正在增大，位移沿負方向且正在減小,故B、C正確，A、D錯誤。答案：BC點技巧：對振動圖象的認識學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精解決振動問題技巧之一是把振動圖象和振動的情況結(jié)合起來，由圖象獲守信息形成物理情況,或由實質(zhì)運動情況轉(zhuǎn)變成振動圖象，并注意規(guī)定正方向和零時刻不一樣，振動圖象的形狀一般不一樣.要抓住平衡地址處位移為零這一特點。【例5－2】一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象以下列圖，質(zhì)點的速度與位移方向相同的時間段是(）A．0～0。3sC．0.6s～0。9s

B．0。3s~0.6sD．0.9s~1。2s解析:A√在0～0。3s位移為正當，速度也為正當,方向相同；在0。6～0。9s位C移為負值，速度也為負值，方向相同B×在0.3～0.6s位移為正當,速度為負值，方向相反；在0。9～1。2s位移D為負值，速度為正當,方向相反答案：AC【例6】以下列圖,一彈性小球被水平拋出，在兩個豎直且互相平行的平面間運動,小球落在地面從前的運動（）．是機械振動，但不是簡諧運動．是簡諧運動,但不是機械振動C．是簡諧運動，同時也是機械振動D．不是簡諧運動，也不是機械振動解析：該題觀察振動和簡諧運動的特點。機械振動擁有往來的特點，可以重復(fù)地進行，小球在運動過程中，沒有重復(fù)運動的路徑,所以不是機械振動，自然也必然不是簡諧運動。答案：D7．振動圖象的應(yīng)用,它可以形象直觀地反響物理規(guī)律，圖象法是物理學(xué)上研究和描繪物體的運動常常用的方法幫助我們研究物理現(xiàn)象，解決實責(zé)問題。用圖象研究振動時，應(yīng)注意確定振動的周期、振幅、相位等。以下列圖，心電圖描繪的就是振動圖象，它的描繪方法近似于簡諧運動圖象的描繪，依照繪出來的振動圖象,可以解析心臟顛簸特點，診斷病情。心電圖【