鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 习题课：简谐运动的图像及运动的周期性、对称性.ppt

【知识归纳】1.简谐运动的周期性(1)做简谐运动的质点每经过一个周期,它的位移、速度、加速度、回复力等物理量都恢复原值,其运动周期的大小由振动系统本身的性质决定。(2)做简谐运动的质点的动能(或势能)每经半个周期恢复原值。即经半个周期变化1次。(3)一个做简谐运动的质点,经过时间t=nT(n为正整数),质点必回到出发点,而经过时间t=(2n+1)(n为正整数),质点所处位置必与原来位置关于平衡位置对称。2.简谐运动的对称性(1)振子经过关于平衡位置对称的两位置时,振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度等均是等大的(位移、回复力、加速度的方向相反,速度的方向不确定)。(2)时间的对称性:系统在通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等。在振动过程中通过任意两点的时间与逆向通过这两点的时间相等。【应用体验】例题2如图所示,一个做简谐运动的质点先后以同样的速度向右通过相距为10cm的A、B两点,历时0.5s。过B点后再经过t=0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点,则质点振动的周期是(C)A.0.5s B.1.0sC.2.0s D.4.0s解析由振动的对称性可知,AB的中点(设为O)为平衡位置,A、B两点对称分布于O点两侧,如图所示。质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为tOB针对训练2一弹簧振子的周期为2s,当物体从平衡位置向右运动开始计时,经12.6s时物体的运动情况是(D)A.向右减速 B.向右加速C.向左减速 D.向左加速所以物体正在向左运动,而且是向平衡位置运动,是加速运动,故选项D正确。学以致用?随堂检测全达标1.下图为某质点在0~4s内的振动图像,则(C)A.质点振动的振幅是4m,频率为4HzB.质点在4s末的位移为8mC.质点在4s内的路程为8mD.质点在t=1s到t=3s的时间内,速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向,且速度先增大后减小解析由题图可知振动的振幅A=2m,周期T=4s,则频率f==0.25Hz,故选项A错误;振动质点的位移是质点离开平衡位置的位移,4s末的位移为零,故选项B错误;路程s=4A=8m,故选项C正确;质点从t=1s到t=3s的时间内,一直沿x轴负方向运动,故选项D错误。2.(多选)位于同一地点的两单摆甲、乙的振动图像如图所示,下列说法正确的是(ABD)A.甲、乙两单摆的摆长相等B.甲摆的振幅比乙摆大C.甲摆的机械能比乙摆大D.在t=0.5s时乙摆有正向最大加速度解析由题图可知,两单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式T=2π知,甲、乙两单摆的摆长L相等,A正确;甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,则甲摆的振幅比乙摆大,B正确;两摆球的质量未知,无法比较机械能的大小,C错误;在t=0.5s时,甲摆经过平衡位置,振动的加速度为零,而乙摆的位移为负向最大,则乙摆具有正向最大加速度,D正确。3.甲、乙两人观察同一单摆的振动,甲每经过3.0s观察一次摆球的位置,发现摆球都在其平衡位置处;乙每经过4.0s观察一次摆球的位置,发现摆球都在平衡位置右侧的最高处,由此可知该单摆的周期不可能是(C)A.0.5s B.1.0s C.1.5s D.2.0s本课结束习题课:简谐运动的图像及运动的周期性、对称性第2章内容索引重难探究?能力素养全提升学以致用?随堂检测全达标重难探究?能力素养全提升探究一简谐运动的图像【情境探究】简谐运动的图像遵从正弦或余弦函数的规律,并包含着简谐运动的规律。综合所学知识,跟同学交流讨论从图像可以获取哪些信息。要点提示(1)从一个振动的图像形式上便可快速判断它是不是简谐运动。(2)从图像上可直接读出振幅A和周期T,可看出任一时刻的速度方向、加速度方向、回复力方向、位移大小和方向。(3)可以判定任一时刻速度的变化趋势,加速度和回复力大小的变化趋势,位移大小的变化趋势等。(4)可以比较不同时刻位移的大小和方向、加速度和回复力的大小和方向、速度的大小和方向。【知识归纳】1.简谐运动的图像是周期性的正弦或余弦曲线,通常称为振动图像,反映了某个质点振动位移随时间的变化规律,好像对某个质点进行“录像”一样。图像不是质点的运动轨迹,简谐运动的图像和运动轨迹是完全不同的两个概念,图像是曲线,轨迹可能是直线也可能是曲线。2.对简谐运动图像进行分析,可求振幅A、周期T、任一时刻振动质点的位移、加速度的方向、速度的方向和某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等物理量的变化情况。【应用体验】例题1水平放着的劲