高中物理 第1章本章优化总结精品课件 鲁科版选修34.ppt

本章优化总结 专题归纳整合 高考真题演练 知识网络构建 章末综合检测 本章优化总结 知识网络构建 1 周期性做简谐运动的物体 每隔一段时间总重复前面的运动 也就是说其运动具有周期性 不同的简谐运动 其周期一般是不同的 图1 1 专题归纳整合 2 对称性 1 空间的对称性经过平衡位置两侧的对称点 图1 1中的c b点 时位移的大小相等 方向相反 速度的大小相等 方向有时相同 有时相反 2 时间的对称性不论是从对称点回到平衡位置 还是从平衡位置运动到对称点 所用时间都相等 3 简谐运动的多解性做简谐运动的质点 在运动方向上是一个变加速运动 质点运动相同的路程所需的时间不一定相同 它是一个周期性的运动 若运动的时间与周期存在整数倍的关系 则质点运动的路程就会是唯一的 若运动时间为周期的一半 运动的路程也具有唯一性 若不具备以上条件 质点运动的路程会是多解的 这是必须要注意的 一个质点在平衡位置o点附近做简谐运动 如图1 2所示 若从o点开始计时 经过3s时质点第一次经图1 2过m点 再继续运动 又经过2s它第二次经过m点 则该质点第三次经过m点还需的时间是 答案 d 方法总结 简谐运动具有周期性和对称性 由周期性和方向性造成的多解问题 应用对称性解决会使问题简单化 本题是方向性造成多解由对称性解决的典例 简谐运动图象表示振动质点的振动位移随时间的变化规律是正弦规律 同时从图象上我们还可以读出振幅 a 周期 t 任一时刻振动的速度方向 加速度 回复力 方向 位移方向以及任一时刻的位移大小等 以及任意一段时间内速度 加速度 回复力 位移 动能 势能的变化趋势 在解决与简谐运动图象有关的问题时 一定要把图象与实际的振动过程相联系 图1 3所示为一单摆及其振动图象 据图回答下列问题 图1 3 1 单摆的振幅为 频率为 摆长为 一周期内位移x f回 a ep 最大的时刻为 2 若从e指向g为正方向 为最大摆角 则图象中o a b c分别对应单摆中的 点 一周期内加速度为正且减小 并与速度同方向的时间范围是 势能增加且速度为正的时间范围是 2 图象中o点位移为零 o到a的过程位移为正 且增大 a处最大 历时t 4 显然摆球是从平衡位置e起振并向g方向运动的 所以o对应e a对应g a到b的过程分析方法相同 因而o a b c 对应e g e f点 摆动中ef间加速度为正 且靠近平衡位置过程中加速度逐渐减小 所以是从f向e的运动过程 在图象中为c到d的过程 时间范围是1 5 2 0s间 答案 3cm0 5hz1m0 5s末和1 5s末 2 e g e f1 5 2 0s0 0 5s 3 b 4 1 5变大 1 物理课外小组研究 用单摆测重力加速度 实验 他们依照教材实验直接测量的物理量应为 其公式为 2 他们测出不同的摆长 l 所对应的周期 t 在进行数据处理时 如果甲同学以摆长 l 为横坐标 周期 t 的平方为纵坐标作出了t2 l图象 若他测得的图象的斜率为k 则测得的重力加速度g 若甲同学测摆长时 忘记测摆球的半径 则他用图 3 甲同学测量5种不同摆长下单摆的振动周期 记录结果见下表 以摆长 l 为横坐标 周期 t 的平方为纵坐标 请你替他在上面的虚线框中作出t2 l图象 利用此图象求出的重力加速度为 答案 见精讲精析 方法总结 1 实验注意事项 1 应选择细而不易伸缩的线 如用单根尼龙丝 丝线等 长度一般不应短于1米 小球应选用密度较大的金属球 直径应较小 最好不超过2cm 并且要在摆角小于5 的情况下进行实验 2 单摆悬线的上端应夹紧在铁夹中 以免摆动时发生摆线下滑 摆长改变的现象 3 要使摆球在同一竖直面内摆动 不能形成圆锥摆 方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放 4 要在摆球通过平衡位置时 开始计时计数 因为此处摆球速度大 计时误差小 一般采用倒计时法 如数5 4 3 2 1 0 1 2 3 当数至0时按下秒表开始计时计数 2 误差分析 1 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 球 线是否符合要求 振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的振动等 2 偶然误差 主要来自时间的测量上 因此 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 高考真题演练 1 2011年高考上海卷 两个相同的单摆静止于平衡位置 使摆球分别以水平初速v1 v2 v1 v2 在竖直平面内做小角度摆动 它们的频率与振幅分别为f1 f2和a1 a2 则 a f1 f2 a1 a2b f1a2d f1 f2 a1 a2 解析 选c 相同单摆的频率相同 在平衡位置的速度大 能量就大 振幅大 所以f1 f2 a1 a2 选c项 2 2010年高考安徽卷 伽利略曾设计如图1 5所示的一个实验 将摆球拉至m点放开 摆球会达到同一水平高度上的n点 如果在e图1 5或f处钉上针子 摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点 反过来 如果让摆球从这些点下落 它同样会达到原水平高度上的m点 这个实验可以说明 物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面 或弧线 下滑时 其末速度的大小 a 只与斜面的倾角有关b 只与斜面的长度有关c 只与