第二章 拓展提升课四 简谐运动的图像和连接体问题-2021-2022学年高二物理【创新设计】同步学考笔记（粤教版2019选择性必修1）课件

拓展提升课四　简谐运动的图像和连接体问题 第2章 机械振动 INNOVATIVE DESIGN INNOVATIVE DESIGN 【学习目标】　1.能从简谐运动的图像中提炼信息，并解决相关问题。2.能用动力学观点，能量观点分析简谐运动的连接体问题。 2 知识方法探究 随堂对点自测 目 录 CONTENTS /////// /////// 课时定时训练 /////// 3 目录 1 知识方法探究 4 1.根据简谐运动的图像可以确定振子或摆球的位移、速度、振幅、周期、动能、势能等信息。 2.根据振子或摆球的初始位置和受力，判断其简谐运动的图像。 拓展点1　简谐运动的图像问题 知识方法探究 目录 创新设计 5 【例1】 (多选)如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是(　　) AB 知识方法探究 目录 创新设计 知识方法探究 目录 创新设计 【训练1】 (2021·贵州遵义航天高级中学高二诊断)如图所示，一底端有挡板的斜面体固定在水平面上，其斜面光滑，倾角为θ，一个劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与物块A连接在一起，物块B紧挨着物块A静止在斜面上。某时刻将B迅速移开，A将在斜面上做简谐运动。已知物块A、B的质量分别为mA、mB，若取沿斜面向上为正方向，移开B的时刻为计时起点，则A的振动位移随时间变化的图像是下图中的(　　) B 知识方法探究 目录 创新设计 知识方法探究 目录 创新设计 1.振子为多个物块组成的连接体时，进行动力学分析需应用整体法、隔离法，注意加速度的对称性。 2.当振子质量发生变化时，从能量转化与守恒的角度分析较简单，需注意动能和弹性势能中的变与不变，最大弹性势能与振幅有关。 拓展点2　简谐运动的连接体问题 知识方法探究 目录 创新设计 10 【例2】 (多选)(2021·河北永年二中高三诊断)如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，A、B之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是(　 　) ACD 知识方法探究 目录 创新设计 知识方法探究 目录 创新设计 【训练2】 (2021·天津一中质检)如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与木块B相连，木块A放在木块B上，两木块质量均为m，在木块A上施有竖直向下的力F，整个装置处于静止状态。 (1)突然将力F撤去，若运动中A、B不分离，则A、B共同运动到最高点时，B对A的弹力有多大？ (2)要使A、B不分离，力F应满足什么条件？ 知识方法探究 目录 创新设计 知识方法探究 目录 创新设计 (2)力F越大A、B越容易分离，讨论恰好不分离的临界情况，也可利用最高点与最低点回复力的对称性。在最高点时A、B恰好不分离，虽然接触但无弹力，A只受重力，故此时A做简谐运动的回复力向下，大小为mg。那么，在最低点时，即刚撤去力F时，A受的回复力方向竖直向上，大小也应等于mg，其加速度a＝g。 对AB系统，设在最低点时A的加速度为a，由牛顿第二定律得F＝2ma，即F＝2mg。所以，要使A、B不分离，力F应满足F≤2mg。 知识方法探究 目录 创新设计 目录 随堂对点自测 2 16 1.(简谐运动的图像问题)(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示，则该质点(　　) BD A.在0.015 s时，速度和加速度都为x轴负方向 B.在0.01 s至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小 C.在第8个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大 D.在1 s内，回复力的瞬时功率有100次为零 随堂对点自测 创新设计 02 03 目录 01 随堂对点自测 创新设计 02 03 目录 01 A 2.(简谐运动的图像问题)(2021·上海市建平中学期中)一个质点做简谐运动，其位移随时间变化的x－t图像如图所示，以位移的正方向为正，该质点的速度随时间变化的v－t图像为(　　) 随堂对点自测 创新设计 02 03 目录 01 随堂对点自测 创新设计 02 03 目录 01 3.(简谐运动的连接体问题)如图所示，一质量为M的无底木箱放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B，mA＝mB＝m，剪断A、B间的细线后，A做简谐运动，求：A振动到最高点时，木箱对地面的压力为多少？ 答案　Mg 解析　剪断细线前，对A、B整体，由力的平衡有弹簧对A的弹力F满足F＝2mg 随堂对点自测 创新设计 02 03 目录 01 随堂对点自测 创新设计 02 03 目录 01 目录 课时