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2022年高二物理上學(xué)期 振動(dòng)和波 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力和能量學(xué)案 新人教版
【知識(shí)概要】
1. 某時(shí)刻做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)總能量等于該時(shí)刻的___________與____________的和。對(duì)于給定的振動(dòng)系統(tǒng),振動(dòng)的動(dòng)能由振動(dòng)的速度決定,振動(dòng)的勢(shì)能由振動(dòng)的位移決定。
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的總能量是一個(gè)恒量,不隨時(shí)間而改變,它等于最大位移處的__________,或在平衡位置時(shí)的____________。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒,做等幅振動(dòng).振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能大小由振幅大小決定,同一系統(tǒng)振幅越大,機(jī)械能就越大。
【課堂例題】
【例1】( )關(guān)于振動(dòng)物體的平衡位置,下列說法
2、中正確的是:
A.是加速度改變方向的位置 B.回復(fù)力為零的位置
C.速度最大的位置 D.加速度最大的位置
【例2】( )彈簧振子沿直線做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)振子連續(xù)兩次經(jīng)過平衡位置時(shí),振子的:
A.加速度相同,動(dòng)能相同 B.動(dòng)能相同,勢(shì)能相同
C.加速度相同,速度相同 D.勢(shì)能相同,速度相同
【例3】( )下列有關(guān)回復(fù)力的說法中正確的是:
A.回復(fù)力是指物體受到的指向平衡位置的力
B
3、.回復(fù)力是指物體受到的合力
C.回復(fù)力是從力的作用效果命名的,可以是重力、彈力或摩擦力,可以是幾個(gè)力的合力
D.回復(fù)力實(shí)質(zhì)上是向心力
【例4】如圖所示,放在光滑水平面上的彈簧振子,由A、B兩物體黏合組成,且,在P、Q間振動(dòng),O為平衡位置,振動(dòng)能量為E0,當(dāng)振子向右運(yùn)動(dòng)到達(dá)平衡位置O點(diǎn)時(shí),A、B兩物體脫開,則脫開后振動(dòng)能量為______;當(dāng)振動(dòng)到最大位置Q處時(shí),A、B兩物體脫開,則脫開后振動(dòng)能量為______.
【例5】如圖所示,物塊A放在木板B上,A、B的質(zhì)量都為m。B固定在豎直的輕彈簧上。若使A隨 B一起沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)而始終不脫離,彈簧的勁度系數(shù)為k。求:
(1) A
4、的回復(fù)力的是什么?當(dāng)A的速度達(dá)到最大時(shí),A對(duì)B的壓力大小為多大?
(2)要使A不脫離B,其最大振幅為多少?
【鞏固訓(xùn)練】
( )1. 如圖所示,一輕彈簧上端懸于頂壁,下端掛一物體,在AB之間作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其中O點(diǎn)為它的平衡位置,物體在A時(shí)彈簧處于自然狀態(tài).若v、x、F、a、Ek、Ep分別表示物體運(yùn)動(dòng)到某一位置的速度、位移、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能和勢(shì)能,則
A.物體在從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,v、Ep減小向而x、a增大
B.物體在從B點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,v、Ek增大而x、F、Ep減小
C.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到平衡位置兩側(cè)的對(duì)稱點(diǎn)時(shí),v、x、F
5、、a、Ek、Ep的大小均相同
D.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到平衡位置兩側(cè)的對(duì)稱點(diǎn)時(shí),v、x、F、a、Ek的大小均相同,但Ep的大小不同
2.( )圖為一物體作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖象,根據(jù)圖象判定下列哪個(gè)時(shí)刻物體的加速度為零,而速度最大,方向沿x軸反方向:
A.1s末 B.2s末 C.3s末 D.4s末
3. 水平放置的彈簧振子,振子質(zhì)量是0.2kg,當(dāng)它做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),振子運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè)2cm處,受到回復(fù)力為4N,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)4cm處時(shí),它的加速度大小為 ___________,方向是___________。
4.一個(gè)在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,彈簧的勁度
6、系數(shù)為k,振子的質(zhì)量為m,當(dāng)振子離開平衡位置的位移為s時(shí),它所受的回復(fù)力大小為_________,當(dāng)振子離開平衡位置的位移為s/2時(shí),它的加速度大小為________。
5. 光滑的水平面上疊放有質(zhì)量分別為m和m/2的兩木塊。下方木塊與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連,彈簧的另一端固定在墻上,如圖所示。已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f,為使這兩個(gè)木塊組成的系統(tǒng)象一個(gè)整體一樣地振動(dòng),求:系統(tǒng)的最大振幅。
m/2
m
k
6.在一光滑水平面有一彈簧振子,彈簧的勁度系數(shù)為k,振子的質(zhì)量為M,彈簧振子的最大速度為v0,如圖所示,當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到最大位移為A的時(shí)刻把質(zhì)量為m的物體輕放其上,則:
(1)要保持物體和振子一起振動(dòng),二者間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為多大?
(2)一起振動(dòng)時(shí),二者通過平衡位置的速度多大?振幅又是多大?