2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动 第一章第二节简谐运动的力和能量特征 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动第一章第二节简谐运动的力和能量特征 Word版含解析三点剖析1.简谐运动的受力特征 物体做简谐运动的受力条件是：F=-kx.F表示物体所受的回复力，负号表示回复力与物体偏离平衡位置的位移方向相反，此式表示回复力与位移大小成正比与位移方向相反.由此也可判断物体的加速度也是与物体偏离平衡位置位移大小成正比，方向相反. 回复力是按效果命名的，它可以是一个力，也可以是多个力的合力，或一个力的分力.回复力的效果就是使其做简谐运动的物体回到平衡点. 由回复力做功情况也可知，振动系统的动能，势能的变化情况：由平衡位置向最大位移运动时动能减小，势能增加，反之则动能增加势能减小.2.判断一个物体的振动是否是简谐运动.(1)判断振动物体的回复力是否满足其大小与位移成正比，方向总与位移方向相反.证明思路为：确定振动停止时保持静止的位置平衡位置，再明确回复力，即物体在振动方向上所受的合外力，考查振动物体在任一点受到的回复力的特点，是否满足F=-kx,若是，则是简谐运动；若不是，则不是简谐运动，只是一般的振动.注意F=-kx中的k是个比例系数，是由振动系统本身性质决定的.(2)a=也是判别一个物体是否做间谐运动的依据.各个击破【例1】一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动.当振动平台处于什么位置时，物体对台面的正压力最大( )A.当振动平台运动到最高点时B.当振动平台向下运动过振动中心点时C.当振动平台运动到最低点时D.当振动平台向上运动过振动中心点时解析：物体随平台在竖直方向振动过程中，仅受两个力作用：重力、台面支持力.由这两个力的合力作为振动的回复力，并产生始终指向平衡位置的加速度.物体在最高点a和最低点b时，所受回复力和加速度的大小相等，方向均指向O点，如图1-2-1所示.根据牛顿第二定律得图1-2-1最高点 mg-FNa=ma最低点 FNb-mg=ma平衡位置 FNO-mg=0FNbFNOFNa即振动台运动到最低点时，平台对物体的支持力最大.根据牛顿第三定律，物体对平台的压力也最大.答案：C【例2】在光滑水平面上有质量为m的滑块(可视为质点)两侧用劲度系数分别为k1,k2的轻弹簧拉住，弹簧的自然长度分别为l1和l2，两竖直墙的距离为l1+l2，如图1-2-2所示，如果将滑块向右拉过一段位移后释放，滑块是否做简谐运动？图1-2-2解析：解此类题的关键在于熟记概念.一般物体振动的平衡位置就是其静止时所处的位置，再假设此一任意位移，求出回复力.此振子的平衡位置在距左墙l1,右墙l2处，假设此滑块在运动中运动到距平衡位置向右x处，取向左为正，由胡克定律有：F回=-k1x-k2x=-(k1+k2)x，所以此滑块的运动为简谐运动.答案：是附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动第一章第五节用单摆测定重力加速度 Word版含解析三点剖析1.减小误差的方法 本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求.即：悬点是否固定，摆线上方不可缠绕在横杆上或在横杆上打套结悬挂，因为以上做法都会在摆动中引起摆长变化，应夹紧在铁夹中.特别注意不应形成复摆、圆锥摆、球、线必须符合要求. 本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上，因g=，式中l是一次项，T是二次项.因此，要注意测准时间(周期)，要从摆球通过平衡位置开始计时，不能多计或漏计振动次数.为了进一步减小偶然误差，进行多次测量后取平均值.2.图象法处理数据 由单摆周期公式不难推出：l=T2g=.因此，分别测出一系列摆长l、对应的周期T，作l-T2的图象，图象应是一条通过原点的直线，如图1-5-2所示.求图线的斜率k，即可求得g值.由k=得g=42k.图1-5-2各个击破【例1】在“用单摆测定重力加速度”的实验中，有如下器材供选用，为使实验误差小，请把应选用的器材填在横线上_.(填字母)A.半径为1 cm带小孔的实心木球 B.半径为1 cm带小孔的实心铅球C.长约10 cm的细线 D.长约1 m的细线E.时钟 F.秒表G.最小刻度为mm的米尺 H.游标卡尺I.带夹子的铁架台 J.附砝码的天平解析：单摆振动时，要求空气阻力远小于摆球的重力，这样，在摆球外形一样大小时，摆球密度越大，越是符合这种要求，故选用小铅球而不选木球，即选B.又因要求单摆接近理想模型，即用无质量不可伸缩的线拴一质点，所以线的长度应远大于摆球直径，故选长1 m的而不用长0.1 m的细线，即选D.计时时，使用秒表方便，故选F.米尺用于测摆线的长度，游标卡尺测摆球直径，故选G、H.本实验中不需要测质量，但必须将小球悬挂，故选I.答案：B、D、F、G、H、I【例2】在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T.作出T2-l图象，就可以求出当地的重力加速度.理论上T2-l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图1-5-3所示.图1-5-3(1)造成图象不过原点的原因是_；(2)由图象求出的重力加速度g=_m/s2(取2=9.87).解析：(1)据T2=kl和图1-5