第二章 机械振动 章末总结(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（教科版）

章末总结 1 提升 核心素养 构建 思维导图 构建 思维导图 1 提升 核心素养 构建 思维导图 1 提升 核心素养 构建 思维导图 提升 核心素养 1 提升 核心素养 构建 思维导图 [专题一　简谐运动的特征] 1．动力学特征 F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。 2．运动学特征 简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。 3．运动的周期性特征 相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。 1 提升 核心素养 构建 思维导图 1 提升 核心素养 构建 思维导图 如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，2 s后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，2 s内经过的路程为0.4 m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。 例 1 5．能量特征 振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒。 1 提升 核心素养 构建 思维导图 【解析】　根据简谐运动对称性可知，振子零时刻向右经过A点，2 s后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，则A、B两点关于平衡位置对称，而振动经过了半个周期的运动，则周期为T＝2t＝4 s。从A到B经过了半个周期的振动，路程为s＝0.4 m，而一个完整的周期路程为0.8 m，为4个振幅的路程，有4A＝0.8 m。解得振幅为A＝0.2 m。 【答案】　4　0.2 1 提升 核心素养 构建 思维导图 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面齐平。地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是(　　 ) A．0.5 s　　　　　　 B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s 例 2 C 1 提升 核心素养 构建 思维导图 D 1 提升 核心素养 构建 思维导图 1 提升 核心素养 构建 思维导图 2．竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下振动时，以水平向左的速度v＝10 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图所示，求振子振动的振幅和频率。 1 提升 核心素养 构建 思维导图 答案：5 cm　10 Hz 1 提升 核心素养 构建 思维导图 3．用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过________cm(保留一位小数)。(提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。)某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该为________cm。 1 提升 核心素养 构建 思维导图 答案：6.9　96.8 1 提升 核心素养 构建 思维导图 [专题二　简谐运动的图像] 1．对简谐运动图像的认识 (1)简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线，如图所示。 (2)图像反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图像不代表质点运动的轨迹。 1 提升 核心素养 构建 思维导图 2．图像信息 (1)由图像可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率。 (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。 (3)可以确定某时刻质点回复力、加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图像上总是指向t轴。 (4)确定某时刻质点速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移若增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，下一时刻位移若减小，振动质点的速度方向就是指向t轴。 (5)比较不同时刻回复力、加速度的大小。 (6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小。 1 提升 核心素养 构建 思维导图 例 3 1 提升 核心素养 构建 思维导图 【答案】　小于　最大 1 提升 核心素养 构建 思维导图 (多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中正确的是(　　) A．甲、乙两单摆的摆长相等 B．甲摆的振幅比乙摆大 C．甲摆的机械能比乙摆大 D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆 例 4 ABD 1 提升 核心素养 构建 思维导图 1 提升 核心素养 构建 思维