高一物理单元辅导

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1、高一物理单元辅导第2单元：简谐运动（二）一、教法建议【抛砖引玉】本单元的研究目的是使学生掌握简谐运动的图象，并使学生了解振动的能量，阻尼振动、受迫振动和共振等现象和规律。在研究振动的图象时，一定要做好实验，为了使硬纸板做匀速直线运动，可以用一个电动机通过减速齿轮带动一个轮轴拉动硬纸板；砂漏可以用饮料筒制做，漏斗下口不要太小，直径3～5毫米即可，有利于砂子流速合适，使演示顺利进行。通过实验引导学生，使学生认识到振动的位移随时间变化的规律。在演示阻尼振动时，也可以用上述实验、不过硬纸板要拉慢点，摆的振幅要小点。受迫振动的演示也是很重要的，通过演示实验，使学生直观地了解做受迫振动的

2、物体，它的周期等于驱动力的周期。为了演示好这一实验可以组装一个如图的装置，电动机通电后，能够通过皮带轮带动曲轴转动，对弹簧施以驱动力，可使弹簧振子振动起来，在演示开始时首先演示弹簧振子自由振动，测出该振子的周期，而后演示受迫振动，给电动机通电，用滑动变阻器改变电动机转速，可以使学生能直观地看到弹簧振子的周期与其固有周期不同，而只与驱动力周期一致。在上述实验基础上再通过改变电动机转速而改变驱动力的周期，会发现驱动力周期越接近弹簧振子的固有周期时，弹簧振子的振幅越大，在二者周期相同时，弹簧振子振同幅最大，当驱动力周期小于固有周期时，振幅又将减小，再减小驱动力周期，振幅会变得更小。

3、由此可定性地画出共振曲线。【指点迷津】1.同学们在观察振动图象的演示实验时要弄通：单摆摆动是围绕平衡位置做往复运动，硬纸板垂直摆动方向匀速拉动，砂子漏在硬纸板上得到图象实质上是振动位移在时间轴上的展开。所以用它可以表示质点振动在各个时刻的位移，即该图象描述了振动质点在不同时刻对平衡位置的位移随时间的变化规律。2.同学们可观察出图象的特征：是个正弦（或余弦）的曲线。3.这个图象的作用：(a)你可以从图上找出振幅(b)你可以从图上找出振动周期和频率(c)你可以描述不同时刻质点对平衡位置的位移(d)你可以描述某时刻的速度、加速度4.简谐运动的能量：振子运动时能量的转化是和位移有密切

4、关系的，请同学你在研究了弹簧振子的振动过程后，完成下表：振子的运动B®OO®CC®OO®B正负变化正负变化正负变化正负变化位移+减小回复力－增大加速度+增大速度+增大动能减小势能增大如果没有摩擦和空气阻力，在振动过程中只有动能和势能的相互转化，振动的机械能就是守恒的。5.机械振动的分类：(a)依据振动的特点分：(1)一般振动。(2)简谐振动。(b)依据振动形成的原因分：(1)自由振动：使物体振动起来后，不再补充能量。其振动周期叫固有周期（频率）。(2)受迫振动：物体在驱动力作用下（周期性变化的外力）的振动。其振动的周期等于驱动力的周期（频率）。而与本身的固有周期（频率）无关。

5、驱动力的作用过程就是在不断地向振动物体提供机械能，补充能量，使振动继续下去。当驱动力的周期（频率）与物体的固有周期（频率）相等时，受迫振动的振幅最大，此时发生共振现象，所以产生共振的条件是f驱=f周(c)依据振幅的变化情况分：(1)等幅振动（又叫无阻尼振动）(2)减幅振动（又叫阻尼振动）二、学海导航【思维基础】在掌握了以上知识后，请看以下必须掌握的基础知识：1.能从振动图象上看出振动的周期、频率和振幅。例：如图所示，四个质点做简谐运动的图象，若它们是从同一时刻开始记时的。则：(1)哪个质点的振幅最大？振幅为多少？(2)哪个质点的周期最长？周期为多少？(3)哪个质点的频率最大？

6、频率为多少？分析：这个题要求我们能利用数学知识，判断有关的物理量。这里要求我们首先要看清横坐标、纵坐标分别表示了什么？振幅是一个什么样的物理量？在图上如何表示？周期是一个什么样的物理量？在图上如何表示？频率是一个什么样的物理量？从图上怎么看出来？以上这些问题都讨论清楚了，此题也就迎刃而解了。(1)a图振幅为1米，b图和c图振幅都是2米，d图振幅为3米。(2)c图是半个周期的图象，所以它的周期为8秒，其余三个a、d图周期为4秒，b图为2秒。(3)∵；∴b图频率最大，f=0.5赫兹2.能从图象上比较质点的速度、加速度、回复力等物理量。例：上题四个图中，在第1秒末，哪个质点的加速度

7、最小？分析：首先要弄清，何时加速度最小？加速度与什么有关？第2秒末在图象上如何找？横坐标是时间轴，从坐标轴上可找到1秒的位置，然后再想，什么时候加速度最小？加速度最小时，必定是回复力最小时，而回复力：F=－kx，只有x=0时回复力最小，因此看图象，哪个图象在1秒时x=0。3.要求知道物体做简谐振动时机械能的转化情况，以及机械能守恒，并能定性地分析机械能随便振动位移的变化关系。例：弹簧振子和单摆，在振动过程中动能和势能是不断变化的，在平衡位置动能，势能；在位移最大时势能，动能；在任意位置时其动能与势能的和