人教版34 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 章末整合提升 學(xué)案.doc

章末整合提升突破一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象及應(yīng)用由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象可以獲得的信息：(1)確定振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移；(2)確定振動(dòng)的振幅；(3)確定振動(dòng)的周期和頻率；(4)確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；(5)比較各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)加速度的大小和方向?！纠?】 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系如圖1所示，由圖可知()圖1a.頻率是2 hzb.振幅是5 cmc.t1.7 s時(shí)的加速度為正，速度為負(fù)d.t0.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為零解析由題圖可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為2 s，經(jīng)計(jì)算得頻率為0.5 hz，振幅為5 m，所以a、b錯(cuò)誤；t1.7 s時(shí)的位移為負(fù)，加速度為正，速度為負(fù)，因此c正確；t0.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，回復(fù)力零，但所受合外力不一定為零，如單擺，d錯(cuò)誤。答案c【跟蹤訓(xùn)練1】 一水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖2所示，已知彈簧的勁度系數(shù)為20 n/cm，則()圖2a.圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為5 n，方向指向x軸的負(fù)方向b.圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子的速度方向指向x軸的正方向c.在04 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)d.在04 s內(nèi)振子通過(guò)的路程為3.5 cm解析由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系可知，題圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻振子所受的回復(fù)力大小為fkx2 000 n/m0.002 5 m5 n，方向指向x軸的負(fù)方向，并且現(xiàn)在正在遠(yuǎn)離o點(diǎn)向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，a、b正確；由題圖可讀出周期為2 s，4 s內(nèi)振子做兩次全振動(dòng)，通過(guò)的路程是s0.5 cm424 cm，c、d錯(cuò)誤。答案ab突破二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性1.周期性做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在完成一次全振動(dòng)后，再次振動(dòng)時(shí)則是重復(fù)上一個(gè)全振動(dòng)的形式，所以做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)同一位置可以對(duì)應(yīng)不同的時(shí)刻，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體具有周期性。2.對(duì)稱性(1)速率的對(duì)稱性：振動(dòng)物體在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置具有相等的速率。(2)加速度和回復(fù)力的對(duì)稱性：振動(dòng)物體在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置具有等大反向的加速度和回復(fù)力。(3)時(shí)間的對(duì)稱性：振動(dòng)物體通過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩段位移的時(shí)間相等；振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)任意兩點(diǎn)a、b的時(shí)間與逆向通過(guò)的時(shí)間相等?！纠?】 如圖3所示，某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從向右經(jīng)過(guò)平衡位置開始計(jì)時(shí)，經(jīng)0.2 s第一次到達(dá)m點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)0.1 s第二次到達(dá)m點(diǎn)，求它再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第三次到達(dá)m點(diǎn)？圖3解析質(zhì)點(diǎn)由o點(diǎn)沿x軸正向經(jīng)過(guò)t10.2 s第一次到達(dá)m，再經(jīng)過(guò)t20.1 s由c回到m。由對(duì)稱性可知，質(zhì)點(diǎn)由m到達(dá)c所需要的時(shí)間與由c返回m所需要的時(shí)間相等，所以質(zhì)點(diǎn)由m到達(dá)c的時(shí)間為t0.05 s。質(zhì)點(diǎn)由o到達(dá)c的時(shí)間為從o到達(dá)m和從m到達(dá)c的時(shí)間之和，這一時(shí)間恰好是，所以該振動(dòng)的周期為t4(t1t)4(0.20.05)s1 s，質(zhì)點(diǎn)第三次到達(dá)m點(diǎn)的時(shí)間為t32t1(20.2)s0.9 s。答案0.9 s突破三單擺周期公式的應(yīng)用1.單擺的周期公式t2。該公式提供了一種測(cè)定重力加速度的方法。2.注意：(1)單擺的周期t只與擺長(zhǎng)l及g有關(guān)，而與擺球的質(zhì)量及振幅無(wú)關(guān)。(2)l為等效擺長(zhǎng)，表示從懸點(diǎn)到擺球球心的距離，要區(qū)分?jǐn)[長(zhǎng)和擺線長(zhǎng)?！發(fā)”實(shí)際為擺球球心到擺動(dòng)所在圓弧的圓心的距離。(3)g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣然颉暗刃е亓铀俣取??！纠?】 有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北京大學(xué)和浙江大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)室，并各自在那里利用先進(jìn)的dis系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期t與擺長(zhǎng)l的關(guān)系”，他們通過(guò)校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了t2l圖象，如圖4甲所示，去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是_(填“a”或“b”)。另外，在浙大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了兩種單擺的振動(dòng)圖象(如圖乙)，由圖可知，兩單擺擺長(zhǎng)之比lalb_。圖4解析緯度越高重力加速度g越大，根據(jù)單擺的周期公式可得t2l，所以b圖線是在北大的同學(xué)做的。從題圖乙中可以看出ta s，tb2 s。所以。答案b49【跟蹤訓(xùn)練2】 如圖5所示是演示沙擺運(yùn)動(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)裝置，沙擺的運(yùn)動(dòng)可看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。若用手向外拉木板的速度是0.20 m/s，木板的長(zhǎng)度是0.60 m，那么這次實(shí)驗(yàn)所用的沙擺的擺長(zhǎng)為_ m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字