2.1 简谐运动（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

[对点训练] ！[价值好题精练] 1.解析：(1)设Q的质量为m,则b的质量为3m,对于碰撞后b1,选D汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体 滑行的过程，根据动能定理得： 接触。司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一 1 一n·3mgs=0-2X3mw,2 定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理△p =F△1知，司机所受作用力减小，又知安全气囊打开后，司机 解得碰撞后瞬间物块b速度的大小=√2gs。 的受力面积变大，因此减少了司机单位面积的受力大小；碰 (2)对于a、b碰撞过程，设碰撞前、后a的速度分别为、， 撞过程中，动能转化为安全气囊的弹性势能及气囊内气体的 取水平向左为正方向，根据动量守恒定律得 内能。综合可知，D正确。 m=mu,十3m 2.解析：(1)重物开始上升时，重物受到重力和两个拉力的作 根据机械能守恒定律得 用，规定竖直向上为正方向，设重物上升的时间为1，由动量 mw2=m2+·3m 1 定理得2 Ftcos0-mgt1=0一0 代入数据解得t1=0.6s。 设轻绳的长度为L,对于α下摆的过程，根据机械能守恒定 (2)从重物上升到刚撤去拉力时，设重物上升的高度为h,重 律得mgl,=合·m 物速度为，规定竖直向上为正方向，由动量定理得 联立解得L=4us。 2Ftcos 0-mgt=mv-0 答案：(1)√2g(2)4s 又A=受 2.解析：(1)设烟花弹上升的初速度为，由题给条件有E= 设重物砸入地面的过程中所受地面向上的平均阻力大小为 2m% ①， f,由动能定理可得2 Fhcos0十mgs-fs=0-0 代入数据解得f=7680N 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为，由运 动学公式有0一6=一g1 根据牛顿第三定律可得，重物对地面的平均冲击力大小F =f=7680N。 联立①®式得1=人√E 答案：(1)0.6s(2)7680N 3.解析：(1)以冰壶1为研究对象，从A到B,根据动能定理得 (2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为，，由机械能守恒定律 有E=mgh ③ mgL=a-2aw 火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸 解得u=√2-2gL。 后瞬间其速度分别为巴1和2。由题给条件和动量守恒定律 (2)以两冰壶1、2为研究对象，设碰后瞬间它们的速度分别 有 为1和2，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得 4m%2+1 m,”=E ④ m)=nU1十m2 0十分m=0 1 ⑤， 根据能量守恒定律得2m=m,2+m 由⑤式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动的部分 联立解得)=0,2=v 做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹向上运动的部分继续上 即碰后冰壶1停在B点，冰壶2以速度)向前做匀减速直线 升的高度为h2,由机械能守恒定律有 运动，最后停在D,点。 (3)两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失，两冰壶1、2碰后 1 ⑥ 最终停止的合理位置如图所示，两冰壶1、2停在B、D之间， 联立③④⑤⑥式得，烟花弹向上运动的部分距地面的最大高 冰壶1距B点近，冰壶2距B点远。 度为h=么，十h,=2E T.3 mg 答案：(1)1 /2E g m (2)2E 答案：(1√2一2gL(2)见解析(3)见解析图 mg 第二章 机械振动 第1节 简谐运动 强化关键能力 新知学习（一）… 落实必备知识 ![任务驱动] [预读教材] 提示：(1)两弹簧振子振动时均有一中心位置，两弹簧振子在各 自的中心位置两侧做往复运动。 1.往复振动3.小球 (2)不存在。弹簧振子是一种理想化模型，需要满足：不计阻 力、弹簧的质量与小球相比可以忽略。 1.平衡位置时间位移2.平衡位置正负 [典例门选CO为弹簧振子振动的平衡位置，其加速度为0， 位移为0，速度最大，B错误：振子在Q、b两位置，振动的位移 1.正弦函数正弦2.简谐 最大，加速度最大，速度为0，故A、D错误，C正确。 [针对训练] 1,提示：不能。因为弹簧的质量与小木球相比不能忽略。如果1.选D,在简谐运动中，加速度的方向一定与位移方向相反， [情境创设] 并总是指向平衡位置，但速度方向可能与位移方向相同，也 把小木球换成小钢球，由于小钢球的质量远大于弹簧的质 可能相反，A错误；振子通过同一位置，位移相同，则加速度 量，那么弹簧的质量可以忽略，该系统可称为弹簧振子。 一定相同，速度可能相同也可能相反，C错误，D正确；振子 2.0 00 mg 0 mgsin 3.AB OC 通过平衡位置时速度最大，加速度最小，B错误。 200 2.选C位移方向是从平衡位置指向振子所在位置的有向线！ (2)由题图乙可知，P运动的最大位移为 ↑x/:m 段；加速度方向总是指向平衡位置；而速度方向要具体看弹} 2cm,且其运动具有周期性，周期为T