第二章 第1节 简谐运动（学案）-【成才之路】2021-2022学年高中新教材物理选择性必修第一册新课程同步学习指导（人教版）

新教材·高中新课程学习指导 (2 ×2 -1)mv =Mv2,物块第 2 次追上运动员有 Mv2 + mv = (m + M) v′2, ……,物块第 n -1 次追上运动员有 mv +Mvn -1 = (m +M)v′n -1,运动员第 n 次推出物块后有(m +M)v′n -1 =Mvn - mv,即 vn = (2n -1) M mv,当 vn≥v 时,物块就不能再追上运动员,且 vn -1≤v,当 n = 8 时,解得 52 kg≤M≤ 60 kg,故 B、C 符合要求。 4. (1)大约相等 　 (5)m1gt12 　 m2d 1 Δt2 - 1Δt1( )　 (6)0. 221 　 0. 212 　 (7)4 解析:本题考查验证动量定理实验的实验操作、数据处理。 (1)气垫导轨水平时滑块做匀速直线运动,故当滑块上的遮光片经过 两个光电门的遮光时间大约相等时,可认为气垫导轨水平。 (5)拉力的冲量大小为 I = Ft = m1gt12;滑块通过 A 点的速度大小为 vA = d Δt1 ,滑块通过 B 点的速度大小为 vB = d Δt2 ,则滑块动量改变量的 大小为 Δp = m2 vB - m2 vA = m2d 1 Δt2 - 1Δt1( )。 (6)将题给数据代入(5)中各表达式可得: I =m1gt12 =1. 50 ×10 -2 ×9. 80 ×1. 50 N·s≈0. 221 N·s; Δp =m2d 1 Δt2 - 1Δt1( ) =0. 400 ×0. 010 00 × 11. 270 ×10 -2 - 1 3. 900 ×10 -2( )kg·m·s -1 ≈0. 212 kg·m·s - 1。 (7)δ = I - ΔpI × 100% = 0. 221 - 0. 212 0. 221 × 100% ≈4% 。 5. 28 m / s 解析:乌贼喷水过程,时间较短,内力远大于外力,选取乌贼逃窜的方 向为正方向,根据动量守恒定律得 0 = Mv1 - mv2,解得喷出水的速度大 小为 v2 = Mv1 m = 1.4 ×2 0.1 m/ s =28 m/ s。 6. (1)m1 5gl　 (2) 5gl(2m1 + m2) 2 2m2 解析:(1)A 恰好能通过圆周轨迹的最高点,此时轻绳的拉力刚好为 零,设 A 在最高点时的速度大小为 v, 由牛顿第二定律,有 m1g = m1 v2 l ① A 从最低点到最高点的过程中机械能守恒,取轨迹最低点处重力势能 为零,设 A 在最低点的速度大小为 vA, 有 1 2 m1 v 2 A = 1 2 m1 v 2 + 2m1gl ②, 由动量定理,有 I = m1 vA ③, 联立①②③式,得 I = m1 5gl ④ (2)设两球粘在一起时速度大小为 v′,A、B 粘在一起后恰能通过圆周 轨迹的最高点,需满足 v′ = vA ⑤ 要达到上述条件,碰后两球速度方向必须与碰前 B 的速度方向相同, 以此方向为正方向,设 B 碰前瞬间的速度大小为 vB, 由动量守恒定律,有 m2 vB - m1 vA = m1 + m2( )v′ ⑥ 又 Ek = 1 2 m2 v 2 B ⑦ 联立①②⑤⑥⑦式,得碰撞前瞬间 B 的动能 Ek 至少为 Ek = 5gl 2m1 + m2( )2 2m2 ⑧ 第二章　 机械振动 1. 简谐运动 课前预习反馈 　 　 知识点 1:1. (1)往复运动　 (2)平衡　 往复性　 2. (1)小球　 弹簧 　 理想化　 (2)忽略　 忽略 知识点 2:1. 平衡位置　 它的振动　 右边　 左边　 2. 时间　 平衡位 置　 3. 位移　 时间 知识点 3:1. (1)正弦　 正弦　 (2)基本　 变加速　 2. (2)平衡位置 　 (3)位移 判一判 　 　 (1) × 　 (2)√　 (3)√　 (4) × 　 (5) × 　 (6)√ 选一选 　 　 D　 机械振动具有往复的特性,可以重复地进行,小球在运动过程 中,没有重复运动的路径,因此不是机械振动,当然也不是简谐运动。 想一想 　 　 由图可看出,三个物体振动的共同特点是都具有周期性;弹簧振子 的图线是简谐运动的图线,是最简单的振动。 课内互动探究 　 　 情境导入 1:小球为塑料小球,质量较小,因此该装置不能看作弹簧 振子;小球的位移大小为 OB 的长度,方向由 O 指向 B。 典例 1:A　 振子从 B 向 O 运动时,是向着平衡位置移动,位移变小, 故 A 正确;振子从 O 向 B 运动时,是从平衡位置向最大位移运动的过 程,所以位移变大,加速度变大,故 B 错误;从 B 经过 O 向 C 运动过程中 速度先增大后变小,故 C 错误;从 C 经过 O 向 B 运动过程