教案-全国-2010_高中物理 第三讲 简谐运动的运动学问题探究讲义同步优化与提高 新人教版必修2.rar 立即下载
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高中物理第三讲简谐运动的运动学问题探究讲义同步优化与提高新人教版必修2高一.doc

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2用心爱心专心第三讲简谐运动的运动学问题探究一、学习指导:(一)简谐运动的运动学规律:1.简谐运动是一种周期性的运动。描述其运动情况,有两个角度:(1)用位移(某时刻的位移指对平衡位置的位移)、速度和加速度来描述振子经过各个位置的情况。(2)用周期、频率描述运动过程交替循环的快慢,用振幅描述振动的强弱。2.简谐运动是一种变加速运动,其运动的基本规律可以概括为:(1)振子远离平衡位置,是加速度变大的减速运动。(2)振子回复平衡位置,是加速度变小的加速运动。3.振子的位移按正(余)弦函数随时间变化,其位移-时间图象为正(余)弦函数图象,如图1,称之为振动图象。图象除了表明简谐运动的周期、振幅外,还表明简谐运动在时间和速度、加速度的大小上具有重要的对称性,即:(1)同一“路段”,振子去、回的时间相等。(2)同一位置和以平衡位置对称的位置,振子经过时的速度与加速度大小相等。(1)简谐运动的周期和振幅,还反映时间、速率和加速度大小(二)求解简谐运动的运动学问题的基本方法:根据以上简谐运动的运动学规律,求解简谐运动的运动学问题的主要方法为:1.图象法:画振子的位移时间图象(振动图象),从图象上分析判断振子的运动情况与过程。2.对称法:应用简谐运动的对称称性,分析判断振子的运动情况与过程。图1二、典例讲评【例题1】一个弹簧振子振动周期为0.025s,从振子过平衡位置向右运动开始计时,经过0.17s时振子的运动情况是()A.正在向右作减速运动B.正在向右作加速运动C.正在向左作减速运动D.正在向左作加速运动答案:B(考察时间t=6.8T=6T+0.8T,再注意到0.75T<0.8T<T。)【例题2】一质点作简谐振动的图象如图所示,则该质点()024t/×10-2sx/cmA.在0至0.01s内,速度与加速度同向B.在0.01s至0.02s内,速度与回复力同向C.在0.025s时刻,速度与加速度均为正值D.在0.04s时,速度最大,回复力为零答案:AC【例题3】一弹簧振子作简谐振动,周期为T,则下列各种说法中正确的是()A.若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则△t一定等于T的整数倍。B.若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反,则△t一定等于T/2的整数倍。C.若△t=T,则在t时刻和(t+△t)时刻振子运动的加速度一定相等。D.若△t=T/2,则在t时刻和(t+△t)时刻弹簧的伸长量一定相等。答案:C(借助于振动图像。注意D中的位移一定等大反向,但弹簧初态若是伸长的,末态则应当是压缩的,只能说是“形变量一定相等”。)【例题4】弹簧振子以O点为平衡位置做简谐振动,从O点开始计时,振子第一次到达M点用了0.3s,又经过0.2s第二次通过M点,则振子第三次通过M点还需时间可能是()A.1.6sB.1.4sC.1/3sD.8/15s答案:BC(借助于振动图像较为方便,也可以画过程示意图。还要注意两种可能性:从O直接到M;从O先到对侧的最远点,再到O到M。)【例题5】一个质点在x轴上作简谐运动,振幅为A,平衡位置在坐标原点O,t=0时质点经过x=A/2的P点并向平衡位置运动。当t=2s时,发现质点恰好又通过P点并远离平衡位置O运动。那么,该质点做简谐振运动的频率为多少?
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