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《2020_2021学年高中物理第一章机械振动阶段提升课课件教科版选修3_4202103252236.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、阶段提升课第一章知识体系•思维导图考点整合•素养提升【核心素养——物理观念】考 点 简谐运动的分析1.简谐运动的分析方法:2.简谐运动的关键词转化:【典例】如图所示,处于竖直向下的匀强电场中的摆球,质量为m,半径为r,带正电荷,用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆,则这个单摆的周期为()A.T=2πB.T=2πC.大于T=πD.小于T=2π【解析】选D。处于竖直向下的匀强电场中的摆球,摆长为L+r,在竖直方向受到的合力F合=mg+qE,摆球在摆动过程中的切线方向的分力F切=(mg+qE)sinθ>mgsinθ,由于切线方向的分力增大,所以单摆的周期减小,即小于T=2π,
2、D正确,A、B、C均错误。故选D。【素养评价】1.如图所示,光滑槽的半径R远大于小球运动的弧长,今有两个小球(视为质点)同时由静止释放,其中甲球开始时离槽最低点O远些,则它们第一次相遇的地点在()A.O点B.O点偏左C.O点偏右D.无法确定,因为两小球质量关系未定【解析】选A。由于半径R远大于运动的弧长,所以小球做简谐运动,其周期都为T=2π,与位移的大小无关,故同时到达O点,A正确,B、C、D均错误。故选A。2.如图所示,三根长度均为l0的绳l1、l2、l3共同系住一密度均匀的小球m,球的直径为d(d≪l0),绳l2、l3与天花板的夹角α=30°。则:(1)若小球在纸面内
3、做小角度的左右摆动,周期T1为多少?(2)若小球做垂直于纸面的小角度摆动,周期T2又为多少?【解析】本题应理解等效摆长及单摆周期公式中的摆长。(1)小球以O′为圆心做简谐运动,所以摆长l=l0+,振动的周期为T1=2π=2π=2π。(2)小球以O为圆心做简谐运动,摆长l′=l0+l0sinα+,振动周期为T2=2π=2π=2π。答案:(1)2π(2)2π【核心素养——科学思维】考 点 简谐运动的描述及规律1.描述简谐运动的物理量有几个重要的矢量(F、a、x、v),分析这些矢量在运动过程中的变化时,可以根据题意作出运动简图,把振子的运动过程表示出来,再来分析各个量的变化。2.
4、简谐运动的图像的应用:(1)由图像可以读出振动的周期和振幅。(2)读出不同时刻的位移。(3)确定速度的大小、方向的变化趋势。(4)根据位移的变化判断加速度、质点的动能和势能的变化情况。3.思路方法:(1)根据简谐运动图像的描绘方法和图像的物理意义,明确纵轴、横轴所代表的物理量及单位。(2)将简谐运动图像跟具体运动过程或振动模型联系起来,根据图像画出实际振动或模型的草图,对比分析。(3)判断简谐运动的回复力、加速度、速度变化的一般思路:①根据F=-kx判断回复力F的变化情况。②根据F=ma判断加速度的变化情况。③根据运动方向与加速度方向的关系判断速度的变化情况。4.关键词转化
5、:【典例】(2020·内江高二检测)如图所示,一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪很大,游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为3.0s。当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时,游客能舒服地登船。在一个周期内,游客能舒服地登船的时间是()A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s【解析】选C。由题中所给条件写出游船做简谐运动的振动方程y=20sint=20sint(cm),画出y-t图像,如图所示,能舒服登船的时间Δt=t2-t1,在一个周期内,当y=10cm时,解得t1=0.25s,t2=
6、1.25s,则Δt=t2-t1=1.25s-0.25s=1.0s,正确答案为C。【素养评价】1.(多选)如图是弹簧振子做简谐运动的振动图像,可以判定()A.从t1到t2时间内系统的动能不断增大,势能不断减小B.从t2到t3时间内振幅不断增大C.t3时刻振子处于平衡位置处,动能最大D.t1、t4时刻振子的动能、速度都相同【解析】选A、C。t1到t2时间内,x减小,弹力做正功,系统的动能不断增大,势能不断减小,A正确;振幅是离开平衡位置的最大距离,简谐运动的振幅保持不变,从t2到t3,变化的是位移而不是振幅,B错误;t3时刻振子位移为零,处于平衡位置处,速度最大,动能最大,C正
7、确;t1、t4时刻位移相同,即振子处于同一位置,但运动方向相反,速度等大反向,动能相同,D错误。故选A、C。2.如图所示,处于竖直平面内的光滑绝缘半圆形槽的半径为R,一质量为m的小球于槽中P点由静止释放。(1)若使小球带一定量的正电荷,并将整个装置放在水平向右的匀强电场中,且小球所受电场力的大小等于小球所受重力的大小,则小球做简谐运动的周期为多大?(2)若使小球带一定量的正电荷,并将整个装置放在垂直纸面向里的匀强磁场中,且小球的运动始终没有离开半圆形槽,则小球做简谐运动的周期又为多少?【解析】(1)整个装置处于水平
