第二章專題簡諧運動導(dǎo)學(xué)案高二上學(xué)期物理人教版選擇性

高二物理選擇性必修一第2章專題練習(xí)學(xué)案（簡諧運動）一、機(jī)械振動1、物體在平衡位置附近的往復(fù)運動．稱為機(jī)械振動，簡稱。2、彈簧振子（1）小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為，彈簧振子是一個模型.即不計摩擦、彈簧的質(zhì)量忽略不計、小球可看成。圖一（2）彈簧振子的運動特點①位移：總是從指向振子位置即總是背離平衡位置，是量②速度：小球在平衡位置速度最，在最大位移處，速度為。小球每次經(jīng)過同一位置，位移，速率，速度方向可能。例1：如圖一所示彈簧振子運動圖像，下列說法正確的是()A．振動圖像上的A、B兩點振動物體的速度相同B．在t＝0.1s和t＝0．3s時，質(zhì)點的加速度大小相等，方向相反C．振動圖像上A、B兩點的位移大小相等，方向相反D．質(zhì)點在t＝0.2s和t＝0.3s時的動能相等變式訓(xùn)練：一彈簧振子在振動過程中的某段時間內(nèi)加速度越來越大，則在這段時間內(nèi)（）A．振子的位移逐漸增大B．振子正在向平衡位置運動C．振子的速度逐漸增大D．振子的速度方向與加速度方向一致3、回復(fù)力：使振子返回的力①大?。篎=說明：號表示始終與位移相反；方向:總是指向平衡位置②回復(fù)力是效果力，不是物體受到的另一個力例2：彈簧下面掛一小鋼球如圖所示，提供它振動的回復(fù)力的是（）A.小球的重力B.彈簧彈力C.彈簧彈力和重力的合力變式訓(xùn)練：（多選）如圖所示,質(zhì)量為m的物體系在兩彈簧之間,彈簧勁度系數(shù)分別為k1和k2,且k1=k2=2k,兩彈簧均處于自然狀態(tài),今向右拉動物體,然后釋放,物體在BC間振動,O為平衡位置(不計阻力),則下列判斷正確的是()A.物體做簡諧運動,OC=OB B.物體做簡諧運動,OC≠OBC.回復(fù)力F=kx D.回復(fù)力F=3kx二、彈簧振子位移時間（xt）的圖像與函數(shù)1、振幅(A)：振動物體離開平衡位置的，是量，振幅的大小表示振動的。2、周期(T)：完成一次所用的時間（單位s）頻率(f)：內(nèi)完成全振動的次數(shù)（單位Hz）3、彈簧振子的位移—時間圖像建立坐標(biāo)系：水平的彈簧振子，以小球的為坐標(biāo)原點，沿著它的方向建立坐標(biāo)軸。用橫軸表示振子運動的，縱軸表示振子在振動過程中離開的位移x，是一條正弦(或余弦)曲線。4、簡諧運動：如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從的規(guī)律，即它的振動圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線，這樣的振動是一種簡諧運動。特點：簡諧運動是最簡單、最基本的振動，彈簧振子的運動就是簡諧運動。5、簡諧運動的函數(shù)表達(dá)式：x=其中ω是簡諧運動的圓頻率，可表示簡諧運動的。(ωt＋φ)是簡諧運動的相位，代表了做簡諧運動的物體此時正處于一個運動周期中的哪個狀態(tài)。特別的當(dāng)t=0時，相位φ為簡諧運動的初始相位，所以φ被稱為。簡諧運動的周期和圓頻率與振幅無關(guān)，只與振動系統(tǒng)的自身有關(guān)。簡諧運動具有的特征為：性；性；性。例3：一個做簡諧運動的質(zhì)點,它的振幅是4cm,頻率是2.5Hz,該質(zhì)點從平衡位置開始經(jīng)過2.5s后,位移的大小和經(jīng)過的路程為()A.4cm,10cm B.4cm,100cmC.0,24cm D.0,100cm變式訓(xùn)練：(多選)下圖為一質(zhì)點的振動圖像,曲線滿足正弦變化規(guī)律,則下列說法正確的是()A.該振動為簡諧運動B.該振動的振幅為10cmC.質(zhì)點在前0.12s內(nèi)通過的路程為20cmD.0.04s末,質(zhì)點的振動方向沿x軸負(fù)方向三、簡諧運動的能量E=EK+EP1、振動系統(tǒng)(彈簧振子)運動的過程就是動能和勢能互相轉(zhuǎn)化的過程。在簡諧運動中，振動系統(tǒng)的守恒，而在實際運動中都有一定的能量損耗，因此簡諧運動是一種理想化的模型。2、判定振動物體是否做簡諧運動方法方法一：運動角度，如果運動圖像是正弦函數(shù)，則是簡諧運動。但是實際運動中，這個很難證明方法二：力學(xué)角度，1：平衡位置x02:偏離平衡位置x3:滿足F=kx例4：如圖所示,當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧振動時,下列說法正確的是(

)A.振子經(jīng)過同一位置時,速度大小一定相同

B.振子從最低點向平衡位置運動過程中,彈簧彈力始終做負(fù)功

C.振子在從最低點向平衡位置運動過程中受到重力、彈力和回復(fù)力

D.振子在平衡位置時,其動能最大,彈簧的彈性勢能最小變式訓(xùn)練：如圖所示,彈簧振子在光滑水平桿上的AB之間做往復(fù)運動,下列說法正確的是()A.振子從O到B和從B到O運動過程中回復(fù)力方向相同B.振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力的作用C.振子在兩個不同位置速度相同時加速度方向肯定相反D.彈簧振子在O點時機(jī)械能最大課后作業(yè)：1、關(guān)于簡諧運動，下列說法正確的是()A．簡諧運動一定是水平方向的運動B．所有的振動都可以看作是簡諧運動C．物體做簡諧運動時一定可以得到正弦曲線形的軌跡線D．只要振動圖像是正弦曲線，物體一定做簡諧運動2、一彈簧振子A的位移x隨時間t變化的關(guān)系式為x=0.t(m),時間t的單位為s。下列說法正確的是()A.彈簧振子的振幅為0.2mB.彈簧振子的周期為1.25sC.在t=0.2s時,振子的運動速度為零D.質(zhì)點在0.1s末與0.3s末的速度相同3、一個質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示,下列敘述正確的是()A.質(zhì)點的振動頻率為4HzB.在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程為20cmC.在5s末,質(zhì)點做簡諧運動的相位為32D.t=1.5s和t=4.5s兩時刻質(zhì)點的位移大小相等,都是2cm4、如圖，一根固定在墻上的水平光滑桿，兩端分別固定著相同的輕彈簧，兩彈簧自由端相距x。套在桿上的小球從中點以初速度v向右運動，小球?qū)⒆鲋芷跒門的往復(fù)運動，則（）A．小球做簡諧運動B．小球動能的變化周期為T/2C．兩根彈簧的總彈性勢能的變化周期為TD．小球的初速度為v/2時，其運動周期為2T5、質(zhì)點做簡諧運動的x－t關(guān)系如圖甲所示，以x軸正向為速度v的正方向，該質(zhì)點的v－t關(guān)系是()6、（多選）如圖甲所示，彈簧振子以點O為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法不正確的是()A．t＝0.4s時，振子的速度為正值B．t＝0.8s時，振子在O點和A點之間C．t＝0.6s和t＝1.2s時刻，振子的速度完全相同D．t＝1.5s到t＝1.8s的時間內(nèi)，振子的加速度逐漸減小7、下圖為某簡諧運動的圖像,若t=0時,質(zhì)點正經(jīng)過O點向b點運動,下列說法正確的是()A.質(zhì)點在0.7s時,正在遠(yuǎn)離平衡位置運動B.質(zhì)點在1.5s時的位移最小C.1.2s到1.4s,質(zhì)點的位移在增大D.1.6s到1.8s,質(zhì)點的位移在增大8、（多選）在光滑斜面上的物塊A被平行于斜面的輕彈簧拉住靜止于O點，如圖所示。現(xiàn)將物塊A沿斜面拉到B點無初速度釋放，物塊A在B→C范圍內(nèi)做簡諧運動，則下列說法正確的是()A.OB越長，振動能量越大B.在振動過程中，物塊A的機(jī)械能守恒C.物塊A與輕彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的勢能，當(dāng)物塊A在C點時最大，當(dāng)物塊A在O點時最小D.物塊A與輕彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的勢能，當(dāng)物塊A在C點時最大，當(dāng)物塊A在B點時最小9、如圖為一彈簧振子的振動圖像，求：(1)該振子簡諧運動的表達(dá)式；(2)在第2s末到第3s末這段時間內(nèi)彈簧振子的加速度、速度是怎樣變化的？(3)該振子在前100s的位移是多少？路程是多少？參考答案：振動彈簧振子理想化質(zhì)點平衡位置矢大0相同相等不同例1B變式訓(xùn)練：A平衡位置kx例2：C變式訓(xùn)練：AD最大距離標(biāo)強(qiáng)弱全振動單位時間平衡位置振動時間t平衡位置