新教材2023_2024学年高中物理第2章机械振动本章整合课件新人教版选择性必修第一册

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第二章本章整合核心知识·整合构建专项提升·综合突破目录索引 核心知识·整合构建本章知识分为三部分,第一部分是简谐运动的特点和描述简谐运动的物理量;第二部分是两个理想模型,即弹簧振子和单摆;第三部分是外力作用下的两种振动和一种现象,即阻尼振动、受迫振动和共振现象。-kx 守恒 平衡位置最大　大　一次全振动单位时间位移　时间　重力沿圆弧切线的分力摆角很小质量、振幅逐渐减小 驱动力 驱动力的频率　 f固 专项提升·综合突破突破一　简谐运动的图像问题 获取有效信息 【例1】 (2023河南郑州外国语学校高二期中)同一地点的两单摆甲、乙做简谐运动时的振动图像如图所示,下列说法正确的是(　　)A.甲的摆长大于乙的摆长B.甲摆的周期大于乙摆的周期C.在t=0.5 s时甲摆的回复力大于乙摆的回复力D.在t=1.0 s时乙的速率大于甲的速率D 解析 由振动图像知甲和乙的周期均为2 s,根据单摆周期公式 ,可知甲的摆长等于乙的摆长,故A、B错误;由振动图像知在t=0.5 s时甲摆正经过平衡位置向x轴负方向运动,此时甲的回复力为零,该时刻乙离平衡位置最远,所以回复力最大,故C错误;由振动图像知在t=1.0 s时甲离平衡位置最远,振动速度为零,而乙在平衡位置,速度最大,所以乙的速率大于甲的速率,故D正确。突破二　简谐运动的周期性和对称性基本思路点拨1.已知时间t,求周期T、位移x、路程s等——根据周期性和对称性列出t与T的关系方程,结合路程的“4A规律”求解。2.已知时间t,分析振动状态——根据周期性和对称性列出t与T的关系方程,结合周期和振动状态的关系分析求解。获取有效信息 【例2】 (多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则下列说法正确的是(　　)A.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 sB.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 sC.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 sD.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 sAD 突破三　简谐运动的力与功能问题基本思路点拨(1)根据已知和所求,选择振子或振子系统为研究对象;(2)选择合适振子位置或运动的过程;(3)列出牛顿第二定律方程、机械能守恒方程,关联方程,如动能、势能的对称性方程等。获取有效信息 【例3】 一根劲度系数为k的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物块。用一水平木板将物块托住,使弹簧处于原长状态,如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动,加速度大小a= ,忽略一切阻力。已知弹性势能表达式Ep= kx2,下列说法正确的是(　　)A.当弹簧的伸长量 时,物块与木板分离B.二者分离后,物块做简谐运动,平衡位置即分离点C.二者分离后,物块下落到最低点时加速度大小为gD.下落过程中物块的最大速度D 解析 当物块与木板之间的弹力为零,物块加速度为 时,恰好与木板分离,则对物块有 ,故A错误;物块与木板二者分离后,物块在重力和弹力的作用下做简谐运动,但由于物块加速度为 时,恰好与木板分离,则分离点不是平衡位置,故B错误;若没有木板的作用,则物块由初态(弹簧处于自然长度)开始下落,为简谐运动,由对称性可知最低点时的加速度大小为g,但实际过程中,分离之前木板的作用力对物块做负功,则物块运动的最大速度(弹力与重力平衡时的速度)小于没有木板作用时的速度,此后弹力大于重力,物块受到的合力向上,则物块再向下运动的距离小于没有木板作用时的距离,则最低点时,弹簧形变量小于没有木板作用时的弹簧形变量,故向上的加速度小于重力加速度,故C错误;