第二章 机械振动 章末整合提升-2021-2022学年高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版（课件）

章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 章末整合提升 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 一、简谐运动的图像(物理观念) 如图2­1所示，简谐运动的图像反映的是位移随时间的变化规律，图像不代表质点运动的轨迹。由图像可以获得以下信息： 图2­1 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) (1)可以确定振动物体在任一时刻的位移。如图中对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝＋7 cm，x2＝－5 cm。 (2)确定振动的振幅。图中最大位移的值等于振幅，由图可以看出振动的振幅是10 cm。 (3)确定振动的周期和频率。振动图像上一个完整的正弦(或余弦)函数图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期。 由图可知，OD、AE、BF的时间间隔都等于振动周期，T＝0.2 s，频率f＝eq \f(1,T)＝5 Hz。 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) (4)确定各时刻质点的振动方向。例如图中的t1时刻，质点正远离平衡位置向位移的正方向运动；在t3时刻，质点正向着平衡位置运动。 (5)比较不同时刻质点回复力(或加速度)的大小和方向。例如在图中，t1时刻质点位移x1为正，则回复力F1(或加速度a1)为负；t2时刻质点位移x2为负，则回复力F2(或加速度a2)为正，又因为|x1|＞|x2|，所以|F1|＞|F2|(或|a1|＞|a2|)。 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 　(多选)一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振动的平衡位置位于x轴上的0点。如图2­2中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向。如图2­3给出的①②③④四条振动曲线，可用于表示振子的振动图像的是 图2­2 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 图2­3 A．若规定状态a时t＝0，则图像为① B．若规定状态b时t＝0，则图像为② C．若规定状态c时t＝0，则图像为③ D．若规定状态d时t＝0，则图像为④ 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) [解析]　振子在状态a时t＝0，此时的位移为3 cm，且向规定的正方向运动，选项A正确。振子在状态b时t＝0，此时的位移为2 cm，且向规定的负方向运动，相应的图像②中初始位移不对，选项B错误。振子在状态c时t＝0，此时的位移为－2 cm，且向规定的负方向运动，相应的图像③中运动方向及初始位移均不对，选项C错误。振子在状态d时t＝0，此时的位移为－4 cm，速度为零，选项D正确。 [答案]　AD 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 图2­4 1．水平放着的劲度系数为20 N/cm的弹簧振子，它的振动图像如图2­4所示，则 A．在图中A点对应的时刻，振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的负方向 B．在图中A点对应的时刻，振子的速度方向指向x轴的正方向 C．0～4 s内振子做了1.75次全振动 D．0～4 s内振子通过的路程为0.35 cm 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 解析　由图像可知A在t轴上方，位移x＝0.25 cm，所以弹力 F＝－kx＝－5 N，即弹力大小为5 N，方向指向x轴负方向，故选项A错误；由图像可知振子的速度方向指向x轴正方向，故选项B正确；由图像可看出，振子的周期T＝2 s，故0～4 s内完成两次全振动，故选项C错误；在0～4 s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为2×4×0.5 cm＝4 cm，故选项D错误。 答案　B 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 二、单摆周期公式的应用(科学探究) 1．单摆的周期公式T＝2πeq \r(\f(l,g))。该公式提供了一种测定重力加速度的方法。 2．注意：(1)单摆的周期T只与摆长l和g有关，而与振子的质量及振幅无关。 (2)l为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离，要区分摆长和摆线长。小球在光滑圆周上小角度运动和双线摆也属于单摆，双线摆中的“l”实际为摆球重心到摆动所在圆弧的圆心的距离。 (3)g为当地的重力加速度或“等效重力加速度”。 章末整合提升 物理•选择性必修 第一册(RJ) 　有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，并各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2­l图像，如图2­5所示，去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A”或“B”)。另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比la∶lb＝________。 章末整合提升 物