2.1简谐运动 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册(含答案)

2.1简谐运动【学习目标】1．了解什么是机械振动、简谐运动。2．正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。【学习重点】掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。【学习难点】1．分清偏离平衡位置的位移与位移的概念。2．知道在一次全振动中速度的变化【学习过程】一、机械振动1．定义：_____________________________________________________________。通常简称为__________。平衡位置指的是__________________________。（一般情况下指__________________________。）2．特点：（1）_____________。（2）_____________。例题：观察判断下列物体的运动是否是机械振动：二、弹簧振子1．概念：______________________________称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称_________。2．弹簧振子是理性化模型：（1）___________。（2）弹簧的质量与小球相比________________。简谐运动是一种最________、最_________的振动。让学生观察总结弹簧振子运动有什么特点。三、弹簧振子的位移—时间图象1．位移x：振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。2．画法：振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。坐标原点??－_____________横坐标??－______________纵坐标??－____________________________规定在0点右边时位移为_____，左边时位移为______。3．弹簧振子的位移—时间图象结论：弹簧振子的振动图像是一条____________。应用例子：________________________。理论和实验都证明：简谐运动的振动图象都是__________________________。【例题】（1）质点离开平衡位置的最大位移？（2）2s末、4s末、8s末、10s末质点位置在哪里？（3）2s末、6s末质点朝哪个方向运动？（4）质点在6s末、14s末的位移是多少？（5）质点在4s、16s内通过的路程分别是多少？【练习检测】一、单选题1．物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是（）A．简谐运动中加速度与速度始终同向B．竖直上抛运动中加速度与速度始终同向C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直D．自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反2．关于弹簧振子的运动，下列说法中正确的是（）A．匀速直线运动 B．匀减速直线运动C．匀加速直线运动 D．变速直线运动3．下列日常生活中常见情形中不属于机械振动的是（

）A．水中浮标上下浮动 B．秋千的摆动C．拨动后的琴弦 D．表针沿表盘转动4．水平方向上的弹簧振子先后运动到同一位置时，下列各物理量可能不同的是（）A．速度 B．加速度 C．动能 D．位移5．如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．由P→Q位移在增大 B．由P→Q速度在增大C．由M→N速度是先减小后增大 D．由M→N位移始终减小6．匀速圆周运动是（）A．匀速运动 B．匀变速运动C．变加速运动 D．简谐运动7．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法不正确的是（）A．在10s内质点经过的路程是20cmB．在5s末，质点的速度为零C．t=1.5s和t=2.5s两个时刻质点的位移和速度方向都相反D．t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm8．某同学疫情期间停课不停学，在家用水杯来研究简谐运动。如图所示，放有小铁块的水杯静止浮于水面上，现将水杯沿竖直方向提起少许，由静止释放并开始计时，在初始的一段时间内水杯在竖直方向的运动近似为简谐运动。取竖直向上为正方向，下面关于水杯的v-t、x-t图像正确的是（）A． B．C． D．9．如图所示，倾角为、长度有限的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为的轻质弹簧下端固定于斜面底部，上端压一个质量为的小物块，与弹簧间不拴接，开始时处于静止状态。现有另一个质量为的小物块从斜面上某处由静止释放，与发生正碰后立即粘在一起成为组合体。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（）A．被弹簧反弹后恰好可以回到的释放点B．整个过程中、和弹簧组成的系统机械能守恒C．当的释放点到的距离为时，恰好不会与弹簧分离D．要使能在斜面上做完整的简谐运动，的释放点到的距离至少为二、填空题10．被拍打的篮球上下运动不是简谐运动()11．用一个摆长为80.0cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。12．如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大