人教版高中物理选修3-4第11章机械振动-章末习题课课件件

第11章章末

习题课1、弹簧振子2、单摆理想化模型简谐运动的描述tx1、图像2、表达式3、回复力=动能+势能

=最大位置时的弹性势能

=平衡位置时的动能4、能量

——使振子回到平衡位置的力来源：振动方向上的合外力注意：振动时振子在平衡位置所受合力不一定为0GFvl例1.如图所示，一质量为M的球形容器，在A处与水平面接触．它的内部有一直立的轻弹簧，劲度系数为k，弹簧下端固定于容器内侧底部，上端系一质量为m的小球．把小球从弹簧的原长处由静止释放，不计空气阻力，小球开始在竖直方向上做简谐运动，在此过程中，球形容器一直保持静止．

求：（1）小球做简谐运动的振幅（2）小球向下运动的最大距离（3）小球做简谐运动的振幅为多大时，在其振动过程中才可能使球形容器有离开地面的瞬间（已知弹簧一直处于弹性限度内）一、求简谐运动的相关物理量变式.BD一、求简谐运动的相关物理量二、简谐运动和力学综合问题1、简谐运动常和力学知识综合如简谐运动与弹簧模型综合，可以考查牛顿第二定律的应用，速度的动态分析以及临界问题。简谐运动与单摆综合可以考察单摆周期公式的应用，圆周运动的规律以及机械能守恒定律的应用。2、解简谐运动与力学综合问题的思路从题型上看，简谐运动与力学综合有以下几方面。（1）解决运动中位移、速度、回复力的大小，关于平衡位置对称的应用。二、简谐运动和力学综合问题a.判断物体的运动是否为简谐运动物体在弹簧弹力（变力）和其他力均为恒力的情况下的运动一般是简谐运动。可以证明物体仅在弹簧弹力与重力作用下，在竖直方向上的运动是简谐运动，光滑斜面上的物体仅在弹簧弹力、重力、斜面支持力的作用下的运动也是简谐运动。b.要注意简谐运动中的速度、合外力（回复力）关于平衡位置对称这一特点。同学们一般能记住位移对称性，但对回复力（合外力）的对称性却很生疏。c.此类问题也可应用机械能守恒定律或能量守恒定律求解，应注意弹簧伸长或压缩的形变量相等时具有相同的弹性势能。二、简谐运动和力学综合问题（2）单摆的周期公式的应用与自由落体运动、斜面上的物体的运动等基本动力学模型的综合，一般考察下落快慢、何时相碰或碰撞点的判断等问题。此类问题应抓住单摆周期公式的应用，并注意多解问题。（3）动力学中临界问题的求解，例如恰好分离（恰未分离）、压力最大（压力最小）的问题，此类问题要抓住动力学中的临界条件。例2.

如图所示，一质量为M的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B，mA＝mB＝m．剪断A、B间的细线后，A做简谐运动，则当A振动到最高点时，木箱对地面的压力为

．Mg二、简谐运动和力学综合问题变式2.如图所示，一只质量为2m的箱子放在水平地面上，箱内两个物体A、B质量均为m，A、B之间用轻弹簧相连接，再分别用竖直细线a、b系在箱内．现将细线b剪断，若剪断瞬间物体B的加速度为g，方向竖直向上．试定性分析剪断b线后物体B向上运动的过程中，箱子对地面压力的变化情况，并计算压力大小的变化范围．二、简谐运动和力学综合问题压力大小的变化范围是5mg到3mg在摆角很小（一般小于50）的时

在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。

xP0单摆变速圆周运动机械振动参与了两个运动例3.三、单摆运动一力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝θ，θ小于10°且是未知量．图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t的变化的曲线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（g取l0m/s2）（1）单摆的振动周期和摆长；（2）摆球的质量；（3）摆球运动过程中的最大速度．变式3.

摆长为l的单摆在平衡位置O的左右做摆角小于5°的简谐运动，当摆球经过平衡位置O（O在A点正上方）向右运动的同时，另一个以速度v在光滑水平面运动的小滑块，恰好经过A点向右运动，如图8所示，小滑块与竖直挡板P碰撞后以原来的速率返回，略去碰撞所用时间，试问：（1）A、P间的距离满足什么条件，才能使滑块刚好返回A点时，摆球也同时到达O点且向左运动？（2）AP间的最小距离是多少？三、单摆运动变式4.

三、单摆运动A机械振动简谐运动特征受力特点：F＝_____运动特点：a＝

(变加速运动)，周期性和对称性振动位移随时间的变化规律：正弦函数规律x＝___________描述物理量位移x：以

为参考点振幅A：离开平衡位置的

距离周期T：完成

需要的时间频率f：

内完成全振动的次数相位：描述周期性运动在各时刻所处状态－kxAsin(ωt＋φ)平衡位置最大一次全振动单位时间T=___机械振动简谐运动振动图象正弦曲线物理意义：描述振动物体的

随

的变化规律图象信息：振幅A、周期T、各时刻位移x振动的能量：动能与势能之和两个理想化模型水平弹簧振子：由弹簧和小球组成，忽略阻力，由

提供回

复力的理想化模型单摆回复力来源：重力沿___________________做简谐运动的条件：θ≤___等时性周期公式：T＝________用单摆测定重力加速度的实验：g＝_____圆弧切线方向的分力位移时间弹力描述5°机械振动外力作用下的振动振幅_________机械能逐渐转化为其他形式的能受迫振动_____________作用下的振动受迫振动的频率等于_____________共振：f驱＝

时，受迫振动的振幅最大阻尼振动逐渐减小周期性驱动力驱动力的频率f固作业：1、认真整理笔记，例题重做；2、完成章末测试习题；3、预习第12章第一节，完成课后习题。12、业精于勤而荒于嬉，行成于思而毁于随。4、人生伟业的建行，不在能知，而在能行。12、业精于勤而荒于嬉，行成于思而毁于随。11、生活总是让我们遍体鳞伤，但到后来，那些受伤的地方一定会变成我们最强壮的地方。7、你的努力别人不一定放在眼里，你不努力，别人一定放在心里。3、当你停下脚步的时候，不要忘了别人还在奔跑。3、当你停下脚步的时候，不要忘了别人还在奔跑。1、风雨无法摧残我们坚定的内心，成长必然在雨过天晴之后。17、梦想不抛弃苦心追求的人，只要不停止追求，你们会沐浴在梦想的光辉之中。5、一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。3、人生就像一场马拉松，你的起点高也好，你的提速快也好，但