第2章 章末优化总结（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版）

章末优化总结 授课提示：对应学生用书第43页 规律总结归纳 核心素养构建 1.机械振动：物体(或物体的某一部分)在某一位置附近的往复运动称为机械振动。 2．简谐运动 (1)弹簧振子(理想化的模型)：如果球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。 (2)简谐运动：物体所受回复力的大小与位移大小成正比，方向总是与位移方向相反的运动。 (3)简谐运动图像(x ­ t图像) ①图像形状：正(余)弦曲线。 ②物理意义：表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律。 (4)描述简谐运动的物理量 ①振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅的两倍表示的是振动物体运动范围的大小。 ②周期T与频率f的关系式：T＝。 (5)简谐运动的表达式x＝Asin(ωt＋φ)。 (6)简谐运动的回复力：F＝－kx。 3．单摆 (1)把一根不能伸长的细线上端固定，下端拴一个小球，细线的质量和球的大小可以忽略不计，这种的装置就称为单摆。 (2)单摆是实际摆的理想化模型。 (3)单摆的回复力：单摆的回复力是由重力沿圆弧切向的分力F＝mgsin θ 提供的。 4．受迫振动：如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功，补偿系统因阻尼作用而损失的能量，使系统持续地振动下去，这样的振动称为受迫振动。 5．共振：做受迫振动的物体，驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象称为共振。 物理观念 机械振动、简谐运动、振幅、周期、频率、全振动、相位、相位差、回复力、机械振动中的动能和势能、单摆的周期、摆长、阻尼振动、受迫振动、共振 科学思维 (1)理想化模型弹簧振子及单摆模型的建立 (2)简谐振动的条件 (3)用图像描绘运动 (4)简谐振动的表达式 (5)动力学观点、能量守恒观点在机械振动中的应用 (6)阻尼振动能量的转化 (7)阻尼振动能量的转化、受迫振动的特点 科学探究 (1)弹簧振子的势能、动能与弹簧伸长量的关系 (2)探究单摆的周期与摆长的关系 (3)单摆测定重力加速度 (4)研究受迫振动的频率 科学态度与责任 共振的应用和危害 授课提示：对应学生用书第44页 1　描述物体振动的基本概念 　一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是(　　) A．振子在M、N两点受回复力相同 B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C．振子在M、N两点加速度大小相等 D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 [解析]　据vM＝vN知，M点与N点必关于平衡位置对称，故xM＝－xN，aM＝－aN，FM＝－FN故A、B错，C对；又a＝，振子的加速度随位移x的增大而增大，随x的减小而减小，简谐运动是一种加速度周期性变化的变速运动，故D错。＝－ [答案]　C 1．(多选)下列关于简谐运动以及做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，以下说法正确的是(　　) A．位移减小时，加速度减小，速度增大 B．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C．动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程 D．速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程 解析：当位移减小时，回复力减小，则加速度减小，物体向平衡位置运动，速度在增大，故A正确。回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但速度可以与位移方向相同，也可以方向相反，故B错误。一次全振动时，动能和势能均会有多次恢复为原来的大小，故C错误。速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动，故D正确。 答案：AD 2　振动模型的构建及数学方法的应用 　(多选)一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知(　　) A．频率是2 Hz B．振幅是5 cm C．t＝1.7 s时的加速度为正，速度为负 D．t＝0.5 s时质点的回复力为零 [解析]　由题图可知，质点振动的振幅为5 m，周期为2 s，由f＝得频率为0.5 Hz，A、B选项错误；t＝1.7 s时的位移为负，加速度为正，速度为负，C选项正确；t＝0.5 s时质点在平衡位置，回复力为零，D选项正确。 [答案]　CD 2．(多选)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A．t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大 解析：t＝0.8 s时，振子经过O点向负方向运动，即向左运动，选项A正确；t＝0.2 s