第二章 课时3 简谐运动的回复力和能量（课时学案）- 2022-2023学年高二新教材物理选择性必修一【课时学案·作业】人教版

· · 张 永 第 课时学案作业·物理·选择性必修第一册 书 ! " # ! " !! " # ! $ "# $ % ! " # % ! " % & # $ % !! " # ! $ "# % 解得% & " '! (# !%"从刚压缩弹簧到弹簧再次恢复原长$"和$的动 量%动能都守恒# ! " # ! " ! " # " # ! $ # $ $ % ! " # % ! " $ % ! " # % " # $ % ! $ # % $ 解得# " " % )*+$# $ " $% )*+# 课时,-板块模型 例$答案&./ 例%答案&. 例0答案&!$"!1, +'!%"!1, ) 解析&!$"对&和!应用动量守恒定律 !# ! " !& # !"# # " !'2 )*+ 对!应用动量定理 3 ! !() " !# 3 !# ! 解得)"!1, +# !%"对&和!应用能量守恒定律 ! !( ! * " $ % !# % ! 3 $ % !& # !"# % 解得 ! * " !', )# 例2答案&!$" - % ! !& # !"(+ &槡 '!%" !+&#! 解析&!$"对&和!应用动量守恒定律和能量守恒 定律 !# ! " !& # !"# ! !(+ " $ % !# % ! 3 $ % !& # !"# % 联立得# ! " - % ! !& # !"(+ &槡 # !%"对小车应用动能定理 ! !(* " $ % &# % 解得*"!+ & # ! # 第二章-机械振动 课时$-简谐运动 例$答案&!$"%'!%",$-'!0"右$左'!2"%! 例%答案&45/ 例0答案&45 例2答案&4/ 例6答案&45 课时%-简谐运动的描述 例$答案&45 解析& .到&的运动是& 到.运动的逆过程# 由于从& 经.到&的时间是$ +$所以从 &到.的时间是!16 +# 也就是说振动的四分之一周期 是$16 +$周期是' +# 选项4正确# 从质点第二次经过&到质点第三次经过&$时间间 隔等于周期减去从&经.到&的时间$等于6 +$选项5 正确# 例%答案&4.5 解析&关于选项/# 由于小球 在平衡位置附近平均速率大%最大 位移处附近平均速率小$所以四分 之一周期内小球的路程可能等于 振幅$也可以大于或小于振幅# 例0答案&!$"见解析'!%"!'$+78 " )' !0"!'$+78! " ) 3 " % " 解析&!$"乙的振动图像如 图中虚线所示# !%"由甲的振动图像可知$ 甲振动的振幅是""!'$ )$圆 频率是 " " % " / " " !9:;*+"$所以可以初步确定甲做简谐 运动的表达式是*"!'$+78! " ) # # "# 将)"!'6 +时*"!1$ )代入上式中$求得 # " !# 所 以甲做简谐运动的表达式是*"!'$+78 " )# !0"同理可得乙做简谐运动的表达式# 课时0-简谐运动的回复力和能量 例$答案&. 例%答案&./ 例0答案&4/ 解析&假设小球以,为平衡位 置在0%.间做简谐运动# 在小球 从0经,%.%,回到0的过程中$小球的位移经历了向左 最大%!%向右最大%!%向左最大这样一个循环过程$所用 时间是/# 在这个过程中$小球的加速度经历了向右最大%!%向 左最大%!%向右最大一个循环过程$变化周期也是/'小 球的速度经历了!%向右最大%!%向左最大%!一个循环过 程$变化周期也是/'小球的动能经历了!%最大%!%最大% !两个循环过程$变化周期是/ % '弹性势能经历了最大% !%最大%!%最大两个循环过程$变化周期是/ % # ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! (2( 52 · · 参考答案 书 例!答案!"# 解析!一个周期的前后或半个周期的前后"小球的速 度大小相等# 由动能定理可知"弹簧对小球做的功为$# 选项%错误$"正确# 在选项%$"中"也可以先分析弹簧中弹性势能的变 化"然后推知弹力做功的情况# 半个周期的前后"小球的速度方向相反# 所以在半 周期时间内"小球动量的变化量不可能为$"选项& 错误# 四分之一周期时间内"如果小球是从平衡位置运动 到最大位移处或从最大位移处运动到平衡位置的"则其 速度变化量的大小等于!# 选项#正确# 例'答案!" 解析!重物释放后"沿竖直方 向做简谐运动# 由于弹簧原长时小球的速度 为$"所以此时小球处于上方最大 位移处# 此时小球只受重力作用" 回复力向下$大小等于"## 简谐运动