資源簡介 章末素養提升物理觀念 機械振動 物體或(物體的某一部分)在某一位置兩側所做的________運動，簡稱振動簡諧運動 特征 (1)回復力：使振動物體回到_________的力； 表達式：F＝________。“－”號表示F與x方向相反 (2)位移：以_________為參考點； 隨時間的變化規律：正弦函數規律x＝__________ (3)運動性質：做變加速運動，具有周期性和對稱性 (4)能量：動能和勢能之和__________描述 (1)振幅：振子離開平衡位置的________距離 (2)周期：完成__________需要的時間 (3)頻率：_________內完成全振動的次數 (4)相位：描述周期性運動的物體在各時刻所處狀態外力作用下的振動 阻尼振動 振幅__________； 機械能逐漸轉化為內能；能量向四周輻射出去受迫振動 (1)系統在___________作用下的振動 (2)受迫振動的頻率總等于__________的頻率 (3)共振：驅動力的頻率_________物體的固有頻率時，受迫振動的振幅________科學思維 理想化模型 水平彈簧振子 由彈簧和小球組成，忽略阻力，由_______提供回復力單擺 (1)相對來說，阻力可忽略，細線質量可忽略，球的直徑也可忽略 (2)做簡諧運動的條件：擺角很小θ為_______左右 (3)周期公式：T＝_________圖像法 振動圖像 (1)正弦曲線 (2)物理意義：描述振動物體的____隨_____的變化規律 (3)可由此判斷物體是否做簡諧運動科學探究 (1)學會利用單擺的周期公式測量重力加速度：g＝________ (2)能正確熟練地使用游標卡尺和停表，能正確讀取并記錄實驗數據 (3)會分析實驗中產生系統誤差和偶然誤差的原因，掌握減小實驗誤差的方法科學態度與責任 (1)通過對單擺規律的研究，知道時鐘的發明對人類文明發展的意義 (2)通過學習共振現象產生的原因，能運用所學知識解釋生產生活中防止共振或利用共振現象的例子例1 (2023·綿陽市高二月考)如圖所示，一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經過M、N兩點時速度v(v≠0)相同，那么，下列說法正確的是( )A．振子在M、N兩點受回復力相同B．振子在M、N兩點對平衡位置的位移相同C．振子在M、N兩點加速度大小相等D．從M點到N點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動例2 (多選)很多高層建筑都會安裝減震耗能阻尼器，用來控制強風或地震導致的振動。某大樓使用的阻尼器是重達660噸的調諧質量阻尼器，阻尼器相當于一個巨型質量塊。簡單說就是將阻尼器懸掛在大樓上方，它的擺動會產生一個反作用力，在建筑物搖晃時往反方向擺動，會使大樓擺動的幅度減小。關于調諧質量阻尼器，下列說法正確的是( )A．阻尼器做受迫振動，振動頻率與大樓的振動頻率相同B．阻尼器與大樓擺動幅度相同C．阻尼器擺動后，擺動方向始終與大樓的振動方向相反D．阻尼器擺動幅度不受風力大小影響例3 如圖甲所示，一單擺做小角度擺動，從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時，擺球相對平衡位置的位移x隨時間t變化的圖像如圖乙所示。不計空氣阻力，取π2＝g。對于這個單擺的振動過程，下列說法正確的是( )A．單擺的擺長約為1.0 mB．單擺的位移隨時間變化的關系式為x＝16sin πt cmC．從t＝0.5 s到t＝1.0 s的過程中，擺球的重力勢能逐漸增大D．從t＝1.0 s到t＝1.5 s的過程中，擺球所受回復力逐漸減小例4 (多選)(2023·成都市高二月考)如圖甲所示，懸掛在豎直方向上的彈簧振子，在C、D兩點之間做簡諧運動，O點為平衡位置。振子到達D點開始計時。以豎直向下為正方向，在一個周期內的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是( )A．振子在O點受到的彈簧彈力等于零B．振子做簡諧運動的表達式為x＝5sin (πt－)(cm)C．0.25～0.75 s的時間內，振子通過的路程為5 cmD．t＝0.25 s和t＝0.75 s時，振子的速度相同，加速度大小相等例5 (多選)(2023·內江市高二月考)如圖所示，傾角為θ、光滑的斜面體固定在水平面上，底端有垂直斜面的擋板，勁度系數為k的輕質彈簧下端拴接著質量為M的物體B，上端放著質量為m的物體P(P與彈簧不拴接)。現沿斜面向下壓一段距離后由靜止釋放，P就沿斜面做簡諧運動，振動過程中，P始終沒有離開彈簧，重力加速度為g，則( )A．P振動的振幅的最大值為B．P振動的振幅的最大值為C．P以最大振幅振動時，B對擋板的最大壓力為Mgsin θ＋mgsin θD．P以最大振幅振動時，B對擋板的最大壓力為Mgsin θ＋2mgsin θ答案精析再現素養知識往復 平衡位置 －kx 平衡位置 Asin (ωt＋φ0) 保持不變 最大 一次全振動 1 s 逐漸減小 驅動力 驅動力 等于 最大 彈力 5° 2π 位移時間 提能綜合訓練例1 C [彈簧振子做簡諧運動，先后經過M、N兩點時速度v(v≠0)相同，根據對稱性可知M、N兩點關于平衡位置對稱，兩點相對于平衡位置的位移大小相等、方向相反，根據F＝－kx可知，回復力大小相等、方向相反，故A、B錯誤；根據a＝－可知加速度大小相等，故C正確；從M點到N點，回復力先減小后增大，振子的加速度先減小后增大，所以振子先做加速度減小的變加速運動，后做加速度增大的變減速運動，故D錯誤。]例2 AC [由題意可知阻尼器做受迫振動，振動頻率與大樓的振動頻率相同，故A正確；阻尼器與大樓擺動幅度不相同，故B錯誤；由題意可知，大樓對阻尼器的力與阻尼器對大樓的力為一對相互作用力，根據回復力F＝－kx可知，阻尼器擺動后，擺動方向始終與大樓的振動方向相反，故C正確；阻尼器的擺動幅度會受到風力的影響，故D錯誤。]例3 A [由題圖乙可知單擺的周期T＝2 s，振幅A＝8 cm，由單擺的周期公式T＝2π，代入數據可得l＝1 m，故A正確；由ω＝，可得ω＝π rad/s，則單擺的位移x隨時間t變化的關系式為x＝Asin ωt＝8sin πt cm，故B錯誤；從t＝0.5 s到t＝1.0 s的過程中，擺球從最高點運動到最低點，重力勢能減小，故C錯誤；從t＝1.0 s到t＝1.5 s的過程中，擺球的位移增大，回復力增大，故D錯誤。]例4 BD [振子在O點受到的回復力為零，即彈簧彈力等于振子自身重力大小，故A錯誤；由題圖乙可得，振子的振幅A＝5 cm，振子的周期T＝2.0 s，角頻率ω＝＝π rad/s，初相位φ0＝－，振子做簡諧運動的表達式為x＝5sin (πt－)(cm)，故B正確；將t1＝0.25 s代入簡諧運動的表達式得x1＝－ cm，將t2＝0.75 s，代入簡諧運動的表達式得x2＝ cm,0.25 s～0.75 s的時間內，振子通過的路程s＝x2－x1＝5 cm，故C錯誤；t＝0.25 s和t＝0.75 s時，振子的速度大小相同，方向都向上，由對稱性可知，回復力大小相等，由牛頓第二定律得加速度大小相等，故D正確。]例5 AD [根據題意可知，物體P做簡諧運動，則P位于平衡位置時，所受合力為零，設此時彈簧的形變量為x，根據平衡條件有mgsin θ＝kx，解得x＝；根據題意可知，P向上達到的最高點位置時，彈簧恰好恢復原長是P能夠做簡諧運動的最高點，則P的最大振幅為A＝x＝，故B錯誤，A正確；根據題意可知，P以最大振幅振動時，當P到達最低點，即彈簧形變量最大時，B對擋板的壓力最大，根據簡諧運動知識可知，此時彈簧的形變量為2x，設擋板對B的支持力為F，對物體B，根據平衡條件有F＝Mgsin θ＋k·2x，解得F＝2mgsin θ＋Mgsin θ；根據牛頓第三定律可得B對擋板的最大壓力為F′＝F＝2mgsin θ＋Mgsin θ，故C錯誤，D正確。](共18張PPT)DIERZHANG第二章章末素養提升再現素養知識物理觀念 機械振動 物體或(物體的某一部分)在某一位置兩側所做的_____運動，簡稱振動簡諧運動 特征 (1)回復力：使振動物體回到_________的力；表達式：F＝_____。“－”號表示F與x方向相反(2)位移：以_________為參考點；隨時間的變化規律：正弦函數規律x＝____________(3)運動性質：做變加速運動，具有周期性和對稱性(4)能量：動能和勢能之和_________往復平衡位置－kx平衡位置Asin (ωt＋φ0)保持不變物理觀念 簡諧運動 描述 (1)振幅：振子離開平衡位置的_____距離(2)周期：完成___________需要的時間(3)頻率：_____內完成全振動的次數(4)相位：描述周期性運動的物體在各時刻所處狀態外力作用下的振動 阻尼振動 振幅_________；機械能逐漸轉化為內能；能量向四周輻射出去受迫振動 (1)系統在_______作用下的振動(2)受迫振動的頻率總等于_______的頻率(3)共振：驅動力的頻率______物體的固有頻率時，受迫振動的振幅_____最大一次全振動1 s逐漸減小驅動力驅動力等于最大科學思維 理想化模型 水平彈簧振子 由彈簧和小球組成，忽略阻力，由______提供回復力單擺 (1)相對來說，阻力可忽略，細線質量可忽略，球的直徑也可忽略(2)做簡諧運動的條件：擺角很小θ為_____左右(3)周期公式：T＝_________彈力5°科學思維 圖像法 振動圖像 (1)正弦曲線(2)物理意義：描述振動物體的______隨______的變化規律(3)可由此判斷物體是否做簡諧運動位移時間科學探究(1)學會利用單擺的周期公式測量重力加速度：g＝______(2)能正確熟練地使用游標卡尺和停表，能正確讀取并記錄實驗數據(3)會分析實驗中產生系統誤差和偶然誤差的原因，掌握減小實驗誤差的方法科學態度與責任 (1)通過對單擺規律的研究，知道時鐘的發明對人類文明發展的意義(2)通過學習共振現象產生的原因，能運用所學知識解釋生產生活中防止共振或利用共振現象的例子 (2023·綿陽市高二月考)如圖所示，一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經過M、N兩點時速度v(v≠0)相同，那么，下列說法正確的是A.振子在M、N兩點受回復力相同B.振子在M、N兩點對平衡位置的位移相同C.振子在M、N兩點加速度大小相等D.從M點到N點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動例1√提能綜合訓練彈簧振子做簡諧運動，先后經過M、N兩點時速度v(v≠0)相同，根據對稱性可知M、N兩點關于平衡位置對稱，兩點相對于平衡位置的位移大小相等、方向相反，根據F＝－kx可知，回復力大小相等、方向相反，故A、B錯誤；從M點到N點，回復力先減小后增大，振子的加速度先減小后增大，所以振子先做加速度減小的變加速運動，后做加速度增大的變減速運動，故D錯誤。 (多選)很多高層建筑都會安裝減震耗能阻尼器，用來控制強風或地震導致的振動。某大樓使用的阻尼器是重達660噸的調諧質量阻尼器，阻尼器相當于一個巨型質量塊。簡單說就是將阻尼器懸掛在大樓上方，它的擺動會產生一個反作用力，在建筑物搖晃時往反方向擺動，會使大樓擺動的幅度減小。關于調諧質量阻尼器，下列說法正確的是A.阻尼器做受迫振動，振動頻率與大樓的振動頻率相同B.阻尼器與大樓擺動幅度相同C.阻尼器擺動后，擺動方向始終與大樓的振動方向相反D.阻尼器擺動幅度不受風力大小影響例2√√由題意可知阻尼器做受迫振動，振動頻率與大樓的振動頻率相同，故A正確；阻尼器與大樓擺動幅度不相同，故B錯誤；由題意可知，大樓對阻尼器的力與阻尼器對大樓的力為一對相互作用力，根據回復力F＝－kx可知，阻尼器擺動后，擺動方向始終與大樓的振動方向相反，故C正確；阻尼器的擺動幅度會受到風力的影響，故D錯誤。 如圖甲所示，一單擺做小角度擺動，從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時，擺球相對平衡位置的位移x隨時間t變化的圖像如圖乙所示。不計空氣阻力，取π2＝10。對于這個單擺的振動過程，下列說法正確的是A.單擺的擺長約為1.0 mB.單擺的位移隨時間變化的關系式為x＝16sin πt cmC.從t＝0.5 s到t＝1.0 s的過程中，擺球的重力勢能逐漸增大D.從t＝1.0 s到t＝1.5 s的過程中，擺球所受回復力逐漸減小例3√從t＝0.5 s到t＝1.0 s的過程中，擺球從最高點運動到最低點，重力勢能減小，故C錯誤；從t＝1.0 s到t＝1.5 s的過程中，擺球的位移增大，回復力增大，故D錯誤。 (多選)(2023·成都市高二月考)如圖甲所示，懸掛在豎直方向上的彈簧振子，在C、D兩點之間做簡諧運動，O點為平衡位置。振子到達D點開始計時。以豎直向下為正方向，在一個周期內的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是A.振子在O點受到的彈簧彈力等于零B.振子做簡諧運動的表達式為x＝5sin (πt－ )(cm)C.0.25～0.75 s的時間內，振子通過的路程為5 cmD.t＝0.25 s和t＝0.75 s時，振子的速度相同，加速度大小相等例4√√振子在O點受到的回復力為零，即彈簧彈力等于振子自身重力大小，故A錯誤；由題圖乙可得，振子的振幅A＝5 cm，t＝0.25 s和t＝0.75 s時，振子的速度大小相同，方向都向上，由對稱性可知，回復力大小相等，由牛頓第二定律得加速度大小相等，故D正確。 (多選)(2023·內江市高二月考)如圖所示，傾角為θ、光滑的斜面體固定在水平面上，底端有垂直斜面的擋板，勁度系數為k的輕質彈簧下端拴接著質量為M的物體B，上端放著質量為m的物體P(P與彈簧不拴接)。現沿斜面向下壓一段距離后由靜止釋放，P就沿斜面做簡諧運動，振動過程中，P始終沒有離開彈簧，重力加速度為g，則C.P以最大振幅振動時，B對擋板的最大壓力為Mgsin θ＋mgsin θD.P以最大振幅振動時，B對擋板的最大壓力為Mgsin θ＋2mgsin θ例5√√根據題意可知，物體P做簡諧運動，則P位于平衡位置時，所受合力為零，設此時彈簧的形變量為x，根據題意可知，P以最大振幅振動時，當P到達最低點，即彈簧形變量最大時，B對擋板的壓力最大，根據簡諧運動知識可知，此時彈簧的形變量為2x，設擋板對B的支持力為F，對物體B，根據平衡條件有F＝Mgsin θ＋k·2x，解得F＝2mgsin θ＋Mgsin θ；根據牛頓第三定律可得B對擋板的最大壓力為F′＝F＝2mgsin θ＋Mgsin θ，故C錯誤，D正確。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 2.章末素養提升.docx 2.章末素養提升.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫
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