2017年高考物理总动员：12-1简谐运动.pptx

12-1简谐运动;1.;2.简谐运动的两种模型; 下面两个简谐运动的图象。; 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。 4.对称性特征;(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO。 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。;【例1】(多选)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s　时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。以下判断正确的是(　　);答案　AB;分析简谐运动的技巧 (1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化。 另外，各矢量均在其值为零时改变方向。 (2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性。;振子做简谐运动的周期公式和能量;【例2】如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A________A0(填“＞”、“＜”或“＝”)，T________T0(填“＞”、“＜”或“＝”)。;解析　振子振动时机械能守恒，物块通过平衡位置，a、b脱开后，振子的动能减小，根据机械能守恒定律可知，振子的最大弹性势能也减小，振幅减小，即AA0；振子从平衡位置到最大位移的过程中，速度变化与a、b脱开之前相等，但距离减小，故时间减小，所以周期减小，即TT0。 答案　＜　＜; 对于简谐运动的x－t图象，应该注意以下几点 1.由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期。 2.可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。 3.可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。 (1)回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴。 (2)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，下一时刻位移如增大，振动质点的速度方向远离t轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向指向t轴。;【例3】(多选)一列简谐横波沿直线传播。以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m。以下判断正确的是(　　);答案　AB;4.用单摆测定重力加速度;【例4】某同学利用单摆测量重力加速度。 ①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________。 A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大;②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，??竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________。; 本实验应该注意的问题 (1)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。 (2)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5°。 (3)在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数。 (4)悬线自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L，用游标卡尺测量摆球的直径，然后算出摆球的半径r，则摆长l＝L＋r。 (5)选用1 m左右的细线。