第二章 机械振动 章末总结 课件 高中物理教科版选择性必修第一册

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第二章 机械振动培优帮丨章末总结巧梳理 知识框图析课标 素养清单续表续表筑思维 思想方法思想方法1 简谐运动中的对称思想  图2-1C  信息提取析题意 思想方法2 用类比法分析简谐运动与圆周运动 图2-2 B  会整合 专题归纳专题1 振动图像及其应用1.对振动图像的理解续表2.振动图像的应用（1）直接从图像上读出周期和振幅.（2）确定任一时刻质点相对平衡位置的位移.（3）判断任意时刻振动质点的速度方向和加速度方向.（4）判断某段时间内振动质点的位移、速度、加速度、动能及势能大小的变化情况.例3 如图2-3所示是一个质点做简谐运动的振动图像,根据图像回答下列问题:图2-3（1）振动质点离开平衡位置的最大距离;  （2）写出此振动质点的运动表达式;      【答案】正方向 负方向 负方向 正方向  【答案】速度越来越大，加速度越来越小  【答案】零 专题2 简谐运动与力、能量结合的问题类型1 简谐运动中的超重与失重问题图2-4 A   解答本题首先要根据振动图像读出货物加速度的方向，知道货物的位移最大时，加速度最大；其次要能根据加速度的方向判断货物是处于超重状态还是失重状态.类型2 简谐运动中的能量与冲量问题图2-5例5 （2025·四川省达州中学月考）如图2-5甲所示，金属小球用轻弹簧连接在固定的光滑斜面顶端.小球在斜面上做简谐运动，到达最高点时，弹簧处于原长状态.取沿斜面向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示.则( )C  【解析】 简谐运动具有对称性，对于恒力做功、恒力的冲量，可以直接求解；对于变力做功、变力的冲量，需要用动能定理、动量定理间接求解.设情境 素养提升问题情境1 游客登船—— 简谐运动的应用 C 根据题意，将水中游船的浮动简化为竖直方向的简谐运动，写出振动方程，解题的关键是理解题中“游客能舒服登船的时间”对应简谐运动的哪一过程，体现了学科素养中的科学思维. 问题情境2 路面共振破碎机——共振现象图2-6例7 如图2-6所示为路面共振破碎机破碎旧水泥路面的情境.破碎机有专用传感器感应路面的振动反馈，由计算机自动调节振动频率，激发锤头下水泥路面局部范围产生共振，从而将水泥路面击碎.结合你所学的知识判断，下列说法正确的是( )DA.破碎机工作时，锤头为路面提供能量补充，路面的振幅会越来越大B.破碎机停止工作后，水泥路面振动的频率随着振幅减小而减小C.锤头振动频率越高，水泥路面的振动幅度越大，效果越好D.调节锤头的振动频率，使其等于水泥路面的固有频率时，破碎效果最好本题以计算机调节破碎机锤头的振动频率将水泥路面击碎为背景，考查了共振现象产生的条件及特点.同学们要认识到生活中处处存在物理知识，要有用物理思维分析各种现象的意识，培养学科素养中的物理观念.【解析】路面的振幅与驱动力的频率有关，当锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面发生共振，振动幅度达到最大，破碎效果最好，而不是驱动力提供的能量越大振幅越大，也不是锤头振动频率越高，效果越好，故A、C错误,D正确；锤头周期性击打水泥路面，停止工作后，水泥路面振动的振幅减小，但频率为其固有频率，保持不变，故B错误.问题情境3 “弹簧公仔”—— 模型建构图2-7 D  本题以“弹簧公仔”为背景设置情境，考查简谐运动的振动图像及其信息读取，要求学生会建构简谐运动模型，根据图像读取有效信息进而求解相关问题.【解析】 刷真题 体验高考 BA.速度增大，加速度增大B.速度增大，加速度减小C.速度增大，加速度不变D.速度减小，加速度不变 图2-8 BA.甲图中的小球将保持静止B.甲图中的小球仍将来回振动C.乙图中的小球仍将来回摆动D.乙图中的小球将做匀速圆周运动【解析】装置在太空中处于完全失重状态，一切与重力有关的现象都将消失，但图甲中的小球依然受弹簧的弹力作用，故仍将来回振动，选项A错误，B正确；图乙中的小球在地面上由静止释放时，回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重状态，回复力为零，则小球由静止释放后，小球仍静止，选项C、D错误．图2-9 C 【解析】 图2-10 C  图2-11        图2-126.（2023·湖南卷）某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图2-12（a）所示,轻质弹簧上端悬挂在铁架台上,下端挂有钩码,钩码下表面吸附一个小磁铁,其正下方放置智能手机,手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像,实验步骤如下: （2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁,使弹簧振子在竖直方向做简谐运动,打开手机的磁传感器软件,此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期；   （4）改变钩码质量，重复上述步骤；（5）实验测得数据如下表所示,分析数据可知,弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是________（填“线性的”或“非线性的”）;线性的  A  （7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：________.见解析【解析】弹簧不是轻弹簧；手机内部有磁体，与钩码下的小磁铁会产生相互作用；空气阻力的影响等.（写出一条即可）