高中物理 第1章 机械运动 第1节 简谐运动教师用书 鲁科版选修3-4-鲁科版高中选修3-4物理学案VIP免费

第1节简谐运动什么是机械振动[先填空]1．定义物体在平衡位置附近做往复运动，叫做机械振动，简称为振动．2．平衡位置振动物体所受回复力为零的位置．3．回复力(1)方向：总是指向平衡位置．(2)作用效果：总是要把振动物体拉回到平衡位置．(3)来源：回复力是根据力的作用效果命名的力．可能是几个力的合力，也可能是由某一个力或某一个力的分力来提供．[再判断]1．机械振动是匀速直线运动．(×)2．机械振动是匀变速直线运动．(×)3．机械振动是物体在平衡位置附近所做的往复运动．(√)[后思考]机械振动的物体到达平衡位置的右侧，它所受的回复力指向什么方向？【提示】回复力的方向总是指向平衡位置，故方向向左．[核心点击]1．机械振动的特点(1)物体在平衡位置附近做往复运动．(2)机械振动是一种周期性运动．2．回复力的理解(1)回复力的方向总是指向平衡位置．(2)回复力的效果是使偏离平衡位置的物体返回到平衡位置，是产生振动的条件．(3)回复力可以是振动物体所受的某一个力，也可以是物体所受几个力的合力．11．下列运动中属于机械振动的是()【导学号：78510000】A．树枝在风的作用下运动B．竖直向上抛出的物体的运动C．说话时声带的运动D．爆炸声引起窗扇的运动E．匀速圆周运动【解析】物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，故A、C、D正确；竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动，故B错误．匀速圆周运动不是在平衡位置附近往复运动，E错误．【答案】ACD2．下列关于振动的回复力的说法正确的是()A．回复力方向总是指向平衡位置B．回复力是按效果命名的C．回复力一定是物体受到的合力D．回复力由弹簧的弹力提供E．振动物体在平衡位置所受的回复力是零【解析】回复力是按效果命名的，是指向平衡位置使振动物体回到平衡位置的力，可以由某个力或某几个力的合力提供，也可以由某个力的分力提供，故A、B正确，C错误；在水平弹簧振子中弹簧的弹力提供回复力，但在其他振动中，不一定由弹簧弹力提供，D错误；振动物体在平衡位置受到的回复力是零，E正确．【答案】ABE3．关于振动物体的平衡位置，下列说法正确的是()A．加速度改变方向的位置B．回复力为零的位置C．速度最大的位置D．加速度最大的位置E．合外力一定为零的位置【解析】振动物体在平衡位置回复力为零，而合外力不一定为零，在该位置加速度改变方向，速度达最大值．故A、B、C正确，D、E错误．【答案】ABC机械振动的理解1．机械振动是物体在平衡位置附近的往复运动．2．回复力的方向总指向平衡位置．3．平衡位置是回复力为零的位置，此位置振动物体速度达到最大，加速度方向改变．弹簧振子的振动2[先填空]1．弹簧振子弹簧振子是一种理想化模型，其主要组成部分是一个质量可以忽略不计的弹簧和一个质量为m的物体．图1112．简谐运动(1)定义：如果物体所受回复力的大小与位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，则物体的运动叫做简谐运动．如弹簧振子的振动．(2)简谐运动的动力学特征：回复力F＝－kx.(3)简谐运动的运动学特征：a＝－x.[再判断]1．弹簧振子是一种理想化的模型．(√)2．在F＝－kx中，负号表示回复力总是小于零的力．(×)3．弹簧振子的加速度方向一定与位移相同．(×)[后思考]弹簧振子的回复力一定是弹簧的弹力吗？【提示】不一定．竖直方向的弹簧振子的回复力是由弹簧弹力与重力的合力提供．[核心点击]1．简谐运动中相关量的变化规律(1)变化规律：当物体做简谐运动时，它偏离平衡位置的位移x、回复力F、加速度a、速度v、动能Ek、势能Ep及振动能量E，遵循一定的变化规律，可列表如下：物理量xFavEkEpE远离平衡位置运动增大增大增大减小减小增大不变最大位移处最大最大最大零零最大不变靠近平衡位置运动减小减小减小增大增大减小不变平衡位置零零零最大最大最小不变(2)两个转折点①平衡位置是速度大小、位移方向、回复力方向和加速度方向变化的转折点；②最大位移处是速度方向变化的转折点．(3)一个守恒：简谐运动过程中动能和势能之间相互转化，但总的能量守恒．2．简谐运动的对称性如图112所示，物体在A与B间运动，O点为平衡位置，任取关于O点对称的C、D两点，...