鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 第1节 简谐运动.ppt

变式训练3如图所示,由轻质弹簧下面悬挂一物块组成一个竖直方向振动的弹簧振子,弹簧的上端固定于天花板,当物块处于静止状态时,取它的重力势能为零,现将物块向下拉一小段距离后放手,此后物块在平衡位置附近上下做简谐运动,不计空气阻力,则()A.物块速度最大时,振动系统的势能为零B.物块速度最大时,物块的重力势能与弹簧的弹性势能相等C.物块经平衡位置时,振动系统的势能最小D.物块在振动过程中,振动系统的机械能不守恒解析物块在平衡位置时的速度最大,但是弹簧的弹性势能不为零,故振动系统的势能不为零,选项A错误;在平衡位置时,物块的重力势能与弹簧的弹性势能不一定相等,选项B错误;因为只有重力和弹簧弹力做功,则动能、重力势能及弹性势能守恒,故在平衡位置动能最大时,振动系统的势能最小,选项C正确,D错误。答案C当堂检测1.(多选)下列运动中属于机械振动的是()A.树枝在风的作用下运动B.竖直向上抛出的物体的运动C.说话时声带的运动D.匀速圆周运动解析物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动,故A、C正确;竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地,不具有运动的往复性,因此不属于机械振动,故B错误;匀速圆周运动不是在平衡位置附近往复运动,D错误。答案AC2.(多选)关于振动物体的平衡位置,下列说法正确的是()A.加速度改变方向的位置B.回复力为零的位置C.速度最大的位置D.位移最大的位置解析振动物体在平衡位置回复力为零,在该位置加速度改变方向,速度达最大值,不是位移最大的位置。故A、B、C正确,D错误。答案ABC3.如图所示,对做简谐运动的小球M的受力情况分析正确的是()A.重力、支持力、弹簧的弹力B.重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C.重力、支持力、回复力、摩擦力D.重力、支持力、摩擦力、弹簧的弹力解析弹簧振子的简谐运动中忽略了摩擦力,C、D错;回复力为效果力,受力分析时不分析此力,B错;故小球只受重力、支持力及弹簧给它的弹力,A对。答案A4.如图所示的水平弹簧振子,O点为它的平衡位置,当小球m离开O点,再从A点运动到C点时,小球离开平衡位置的位移大小为(用字母O、C、A表示),方向为。?解析小球离开平衡位置,以O点为起点,C点为终点,位移大小为OC,方向向右。答案OC向右5.如图所示,一个小球在两个相对的光滑斜面之间往复运动,试说明这个小球是否做简谐运动。解析小球不是做简谐运动。因为小球在斜面上运动的过程中,所受力为恒力,故为匀变速运动,而简谐运动是变加速运动。所以不可能是简谐运动。答案不是简谐运动,说明见解析本课结束(3)只要有弹簧、物体,就可以组成弹簧振子。()解析弹簧振子是一种理想模型,它要求物体与水平面之间的摩擦忽略不计,弹簧的质量比物体的质量小得多,也可以忽略不计。答案×(4)振动物体的位移都是以平衡位置为初位置的。()答案√(5)在F=-kx中,负号表示回复力总是小于零的力。()答案×2.(多选)下列关于简谐运动的回复力的说法正确的是()A.回复力方向总是指向平衡位置B.回复力是按效果命名的C.回复力一定是物体受到的合力D.回复力由弹簧的弹力提供解析回复力是按效果命名的,是指向平衡位置且使振动物体回到平衡位置的力,可以由某个力或某几个力的合力提供,也可以由某个力的分力提供,故A、B正确,C错误;在水平弹簧振子中,弹簧的弹力提供回复力,但在其他简谐运动中,不一定由弹簧弹力提供,D错误。答案AB课堂篇探究学习探究一对简谐运动的理解情境探究如图所示,弹簧的一端固定,另一端与放在水平面上的物体连接,弹簧处于原长时物体位于O点,现将物体向右拉至B点后由静止释放,物体就在O点附近振动。请说明物体能发生振动的原因。要点提示物体总会受到指向平衡位置的回复力的作用。知识归纳1.简谐运动的模型——弹簧振子(1)弹簧振子是一个理想化模型,跟前面学习的质点、点电荷等一样,是为研究问题而抓住主要因素、忽略次要因素的一种科学的处理方法。(2)实际物体看作弹簧振子的四个条件①弹簧的质量比物体的质量小得多,可以认为整体质量集中于物体上;②构成弹簧振子的物体体积可忽略,可以认为物体是一个质点;③忽略物体与水平面之间的摩擦力,不计空气阻力;④物体从平衡位置被拉开的位移在弹簧弹性限度内。(3)两种弹簧振子的比较比较项目水平弹簧振子竖直弹簧振子装置图平衡位置弹簧原长处弹簧的弹力与物体的重力的合力为0处回复力弹簧的弹力F=-kx,k为弹簧的劲度系数弹簧的弹力与物体的重力的合力,F合=-kx,k为弹簧的劲度系数2.简谐运动