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（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 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（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 328.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-09 14:21:47 | ||
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文档简介
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10 s内质点经过的路程是20 cm
B．在5 s末，质点的速度为零
C．t=1.5 s和t=2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反
D．t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是cm
8．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80.0 cm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两点时的速度大小相等，内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
C2．D3．D4．A5．A6．C7．C8．D9．C10．正确
6.9 96.8
12． 4 0.2
4 / 4
【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10 s内质点经过的路程是20 cm
B．在5 s末，质点的速度为零
C．t=1.5 s和t=2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反
D．t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是cm
8．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80.0 cm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两点时的速度大小相等，内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
C2．D3．D4．A5．A6．C7．C8．D9．C10．正确
6.9 96.8
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