高中物理 11.1简谐运动学案 新人教版选修3-4VIP免费

第1节简谐运动新知预习1.弹簧振子（1）物体（或者物体的一部分）在________位置附近所做的_______运动，叫做机械振动.（2）振动的特征：运动具有________性.（3）实际振子的理想化条件：①弹簧的质量比小球质量________得多；②水平杆足够光滑时，可以忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力；③在振动过程中弹簧的形变量在弹簧的________内.2.平衡位置对弹簧振子而言，小球原来________的位置叫做平衡位置.3.简谐运动（1）如果质点的位移与时间的关系遵从___________函数的规律，即它的振动图象是一条__________曲线，这样的振动叫做简谐运动.（2）简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于________对称，是一种________运动.（3）弹簧振子的振动是________.典题·热题知识点一简谐运动例1简谐运动属于下列哪一种运动()A.匀速运动B.匀变速运动C.非匀变速运动D.机械振动解析：以弹簧振子为例，振子是在平衡位置附近做往复运动，并且平衡位置处合力为零，加速度为零，速度最大.从平衡位置向最大位移的过程中，由F=-kx可知，振子受力是变化的，因此加速度也是变化的，故A、B两项错，C项正确.简谐运动是最简单的机械振动.D项正确.答案：CD方法归纳分析物体的运动情况时，首先要分析好物体的受力情况，根据牛顿运动定律便可弄清物体的运动情况.例2一弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B.振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C.振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同D.振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同解析：如图11-3-7所示，因为弹簧振子的位移是以平衡位置O为起点的，设向右为正，则当振子在OB段时，位移为正，在OA段时位移为负，可见当振子由O向A运动时其位置为负值，速度也是负值，故A项错.图11-3-7振子在平衡位置时，弹力为零，加速度a为零，但速度最大，故B项错.振子在平衡位置O时，速度方向可以是不同的（可正、可负），故C项错.由a=-kx/m知，x相同时a同，但振子在该点的速度方向可以向左，也可以向右，故D项正确.答案：D方法归纳分析简谐运动各量变化关系时，要和实际弹簧振子运动联系起来，画出草图来分析.1知识点二简谐运动的图象例3如图11-1-8所示,为质点P在0—4s内的振动图象，下列叙述正确的是()图11-1-8A.再过1s，该质点的位移是正向最大B.再过1s，该质点的速度方向向上C.再过1s，该质点的加速度方向向上D.再过1s，该质点的加速度最大解析：依题意，再经过1s，振动图象将延伸到正向位移最大处，这时质点的位移为正向最大，弹力的方向与位移方向相反，大小与位移成正比，所以弹力为负向最大，故加速度也为负向最大，此时振动物体的速度为零，无方向.答案：AD方法归纳简谐运动的图象反映了质点在不同时刻的位移情况，另外根据图象的形式还可以推断出下一时刻的运动趋势，因此解此类问题应先寻找再过1s的振动图象，只要将振动图象随时间延伸即可，而图象形状不变，然后再根据图象寻找规律不易出错.知识点三振动与牛顿第二定律的综合应用例4弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()A.振子所受的弹力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减少解析：振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小；而弹力与位移成正比，故弹力也减小；由牛顿第二定律a=F/m可知，加速度也减小；物体向着平衡位置运动时，弹力及加速度与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大.正确答案选D项.答案：D误区警示应注意，质点在简谐运动中的位移是指质点由平衡位置指向物体所在位置的有向线段.在分析类似问题时，一定要把“某段时间内的位移”与振子的“位移”区分开来.自主广场我夯基我达标1.一个弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（)A.加速度最大时，速度也最大B.速度最大时，位移最大C.位移最大时，加速度最大D.位移最小时，速度最大思路解析：由回复力表达式F=-kx可知，做简谐运动的物体位移最大时，所受回复力最大，由F=ma知，物体的加速度最大，由运动特点知，这...