第二章 机械振动章末复习学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

高二上学期物理学案34 班级 姓名 学号 第二章 章末复习 1、 简谐运动的周期性和对称性 例题1．(多选)弹簧振子做简谐运动，若从平衡位置O开始计时，经过0.5 s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2 s，振子第二次经过P点，则再过多长时间该振子第三次经过P点( ) A．0.6 s B．2.4 s C．0.8 s D．2.2 s 例题2．如图所示，质量为m的木块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍，则 (1) 物体对弹簧的最小压力是多大? (2)要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多少? 二、简谐运动的图像及应用 1．可以确定振动物体在任一时刻的位移。 2．确定振动的振幅。 3．确定振动的周期和频率。 4．确定质点的振动方向。 5．比较各时刻质点加速度的大小和方向 例题3．如图为A、B两个简谐运动的位移—时间图像。 (1)由图知A、B两质点的振幅是多少？A、B在20s内的位移和路程？ (2)若A、B为两单摆，两单摆的摆长之比为多少？ (3)若A、B为两水平方向的弹簧振子，在2-4s内，分析A质点位移、速度、回复力、加速度、动能和弹性势能的变化？在4-8s内，分析B质点位移、速度、回复力、加速度、动能和弹性势能的变化？ (4)写出A、B的振动方程？ 三、单摆 1．单摆的回复力 (1)单摆的回复力是由重力沿圆弧切线方向的分力F＝mgsin θ 提供的。 (2)在摆角很小的情况下，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，因此单摆做简谐运动。 2．单摆的周期 (1) 对周期公式的理解 由公式T＝2π知，某单摆做简谐运动(摆角小于5°)的周期只与其摆长l和当地的重力加速度g有关，而与振幅和摆球质量无关，故又叫作单摆的固有周期。 (2)等效摆长：实际摆的摆长不是摆线长度。 (3)重力加速度g ：若单摆系统只处在重力场中且处于静止状态，g由单摆所处的空间位置决定，即g＝，式中R为物体到地心的距离，M为地球的质量，g随所在位置的高度的变化而变化。另外，在不同星球上M和R也是变化的，所以g也不同，g＝9.8 m/s2只是在地球表面附近时的取值。不同地点g的取值不同。 例题4．如图所示，先让单摆在垂直于纸平面内摆动，然后让单摆在纸平面内摆动，求这两种情况下单摆的周期(已知条件如图所示)。 例题5．一个单摆在质量为、半径为的星球上做周期为的简谐运动，在质量为、半径为 的星球上做周期为的简谐运动。求与的比值。 课后巩固： 1．简谐运动属于(　　) A．匀变速直线运动 B．匀速直线运动 C．匀变速曲线运动 D．变速运动 2．下列关于机械振动的说法，正确的是( ) A．简谐运动中反映物体振动强弱的物理量是位移 B．简谐运动物体的位移方向总是和速度方向相反 C．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 D．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 3． 如图所示为一水平方向弹簧振子的振动图像，弹簧的劲度系数为20 N/cm，下列说法正确的是(　　) A．在0～4s内振子做了1.75次全振动 B．在0～4s内振子通过的路程为35 cm C．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴正方向，且处于减速运动阶段 D．图中A点对应的时刻振子所受的弹力大小为50 N，方向指向x轴正方向 4．(多选)一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的( ) A．位移增大 B．速度增大 C．回复力增大 D．机械能增大 5．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A，由静止释放．以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立x轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移一时间图像如图乙所示．已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则( ) A．时刻钢球处于超重状态 B．时刻钢球的速度方向向上 C．时间内钢球的动能逐渐增大 D．时间内钢球的机械能逐渐减小 6．如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过A点时开始计时，经过0.5 s首次到达B点。则小球在第一个周期内的振动图像为(　　) 7．一个物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的，在地球上走时准确的摆钟（设摆钟的周期与单摆做简谐运动的周期相同）搬到此行星上，现要使该摆钟在该行星上的周期与在地球上的周期相同，下列办法可行的是( ) A．将摆球的质量m增加为 B．将摆球的质量m减少为 C．将摆长L减短为