簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)學(xué)案 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

高二物理導(dǎo)學(xué)案編制：審核：學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：使用日期：.1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)1.認(rèn)識(shí)彈簧振子這一物理模型，理解振子的平衡位置和位移。（重點(diǎn)）2.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象為正(或余)弦曲線，理解其物理意義。（重點(diǎn)、難點(diǎn)）3.了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征。認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度【自主學(xué)習(xí)】一、機(jī)械振動(dòng)1.物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為，簡(jiǎn)稱。二、彈簧振子1.平衡位置：振子原來(lái)時(shí)的位置。2.彈簧振子：和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)。三、彈簧振子的位移—時(shí)間圖象(x－t圖象)1.用橫坐標(biāo)表示振子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(t)，縱坐標(biāo)表示振子離開(kāi)平衡位置的位移(x)，描繪出的圖象就是位移隨時(shí)間變化的圖象，即x－t圖象，如圖所示.2.振子的位移：相對(duì)平衡位置的位移.四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖象簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象(x－t圖象)是一條曲線?！镜淅饰觥靠键c(diǎn)一：彈簧振子模型【例1】如圖甲所示，彈簧振子運(yùn)動(dòng)的最左端M（最右端N）距離平衡位置的距離為l，規(guī)定向右為正方向，其振動(dòng)圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A．圖中x0應(yīng)為lB．0～t1時(shí)間內(nèi)振子由M向O運(yùn)動(dòng)C．t1～t2時(shí)間內(nèi)振子由M向O運(yùn)動(dòng)D．0～t2時(shí)間內(nèi)與t2～t3時(shí)間內(nèi)振子運(yùn)動(dòng)方向相反【變式練習(xí)】1．如圖甲所示，彈簧振子中小球運(yùn)動(dòng)的最左端M最右端N與平衡位置O間的距離為l，規(guī)定向右為正方向，其振動(dòng)圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖乙中x0應(yīng)為lB．0~t1時(shí)間內(nèi)小球由M向O運(yùn)動(dòng)C．t1~T2時(shí)間內(nèi)小球由M向OD．內(nèi)與T2~T時(shí)間內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)方向相反2．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（）A．在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20cmB．在5s末，質(zhì)點(diǎn)的速度為零C．t=1.5s和t=2.5s兩個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和速度方向都相反D．t=1.5s和t=4.5s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等，都是cm考點(diǎn)二：從彈簧振子認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征【例2】彈簧上端固定在O點(diǎn)，下端連接一小球，組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，如圖所示，用手向下拉一小段距離后釋放小球，小球便上下振動(dòng)起來(lái)，關(guān)于小球的平衡位置，下列說(shuō)法正確的是（）A．在小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)B．在彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)的位置C．在小球位移最大時(shí)的位置D．在小球原來(lái)靜止時(shí)的位置【變式練習(xí)】1．對(duì)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，下述說(shuō)法正確的是（）A．振子通過(guò)平衡位置時(shí)，加速度最大B．振子在最大位移處時(shí)，速度最大C．振子在連續(xù)兩次通過(guò)同一位置時(shí)，位移相同D．振子連續(xù)兩次通過(guò)同一位置時(shí)，動(dòng)量相同2．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子除平衡位置外，在其他所有位置時(shí)，關(guān)于它的速度方向，下列說(shuō)法正確的是（）A．總是與位移方向相反B．總是與位移方向相同C．遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)與位移方向相反D．向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)與位移方向相反【當(dāng)堂檢測(cè)】1．如圖所示，一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（

）A．若位移為負(fù)值，則加速度一定為負(fù)值B．小球通過(guò)平衡位置時(shí)，速度為零，位移最大C．小球每次經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，位移相同，速度也一定相同D．小球每次通過(guò)同一位置時(shí)，其速度不一定相同，但位移一定相同2．如圖所示是表示一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0時(shí)刻振子的加速度最大B．t1時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)C．t2時(shí)刻振子的位移為正的最大D．t3時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)3．如圖，彈簧振子在間做無(wú)摩擦的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振子小球在平衡位置時(shí)，達(dá)到最大值的物理量是（）A．位移 B．速度 C．加速度 D．回復(fù)力4．如圖甲所示，一彈簧振子在A、B間振動(dòng)，取向右為正方向，振子經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，其振動(dòng)的x－t圖像如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t4時(shí)刻振子在A點(diǎn)B．t2時(shí)刻振子在B點(diǎn)C．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，振子的位移在增大D．在t3～t4時(shí)間內(nèi)，振子的位移在減小5．如圖，彈簧振子在M、N之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以平衡位置O為原點(diǎn)，以向右為正方向建立x軸。若振子位于N點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖像為（）A．B．C．D．6．如圖所示，彈簧振子在光滑水平桿上的A、B之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，下列說(shuō)法正確的是（）A．彈簧振子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力作用B．振子由O向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，回復(fù)力的方向指向平衡位置C．振子由A向O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，回復(fù)力逐漸增大D．小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒7．如圖所示是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移—時(shí)間圖像，下列有關(guān)該圖像的說(shuō)法不正確的是（）A．該圖像的坐標(biāo)原點(diǎn)是建在彈簧振子小球的平衡位置B．從圖像可以看出小球在振動(dòng)過(guò)程中是沿t軸方向移動(dòng)的C．為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)D．圖像中小球的疏密顯示出相同時(shí)間內(nèi)小球位置變化快慢不同8．一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，上端固定，下端系一質(zhì)量為m的物塊。用一水平木板將物塊托住，使彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，如圖所示?，F(xiàn)讓木板由靜止開(kāi)始向下勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小，忽略一切阻力。已知彈性勢(shì)能表達(dá)式下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量時(shí)，物塊與木板分離B．二者分離后，物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置即分離點(diǎn)C．二者分離后，物塊下落到最低點(diǎn)時(shí)加速度大小為gD．下落過(guò)程中物塊的最大速度二、多選題9．一彈簧振子的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為，位移y的單位為m，時(shí)間t的單位為s，則（）A．彈簧振子的振幅為0.1mB．彈簧振子的周期為0.8sC．在時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度最大D．在任意時(shí)間內(nèi)，振子的路程均為E．在任意時(shí)間內(nèi)，振子的路程均為10．如圖甲所示，一單擺做小角度擺動(dòng)，從某次擺球由左向右通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，相對(duì)平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2對(duì)于這個(gè)單擺的振動(dòng)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．單擺的擺長(zhǎng)約為1.0mB．單擺的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=8sinπtcmC．從t=0.5s到t=1.0s的過(guò)程中，擺球的重力勢(shì)能逐漸增大D．從t=1.0s到t=1.5s的過(guò)程中，擺球所受回復(fù)力逐漸減小11．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在水平方向上的A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是（）A．振子在A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度為零位移不為零B．振子在通過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度的方向?qū)l(fā)生改變C．振子所受的彈力方向總跟速度方向相反D．振子離開(kāi)O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)總是減速運(yùn)動(dòng)，靠近O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)總是加速運(yùn)動(dòng)12．如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細(xì)線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的4倍，彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T＝2π，式中m為振子的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)細(xì)線突然斷開(kāi)后，兩物塊都開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．甲的振幅是乙的振幅的4倍B．甲的振幅等于乙的振幅C．甲的最大速度是乙的最大速度的D．甲的振動(dòng)周期是乙的振動(dòng)周期的2倍E．甲的振動(dòng)頻率是乙的振動(dòng)頻率的2倍三、解答題13．勁度為k的輕彈簧上端固定一只質(zhì)量為m的小球，向下壓小球后釋放，使小球開(kāi)始作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。該過(guò)程彈簧對(duì)水平面的最大壓力是1.6mg。求：（1）小球作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅A是多大？（2）當(dāng)小球運(yùn)