高一物理必修2《机械运动》复习课教案

高一物理必修2《机械运动》复习课教案高一物理必修2《机械运动》复习课教案
一、知识梳理（课前完成）
1．弹簧振子的振动：
弹簧振子是一个理想化的物理模型。

弹簧振子的振
动是________，其位移随时间按____规律变化，其位移
－时间图象是一条_______曲线。

2．描述简谐运动的物理量有：
（1）振幅：振动物体离开__________的最大距离。

描述物体的振动_______。

与位移的区别和联系：振幅是标量，位移是_______；振幅等于________位移的数值；在一个确定的简谐运动中，振幅是不变的，位移是___________的。

（2）周期：做简谐运动的物体完成一次_________
所需的时间。

（3）频率：单位时间内完成的_________的次数。

周期和频率之间的关系：_______
（4）相位：是表示物体________的物理量，用相位来描述
t/s
x/A
0.2
0.4
0.5
简谐运动在一个全振动中所处的阶段。

简谐运动的振动方程为：x=Asin（ωt+）
如图所示是A、B两个弹簧振子的振动图象，则它们的相位差是Δ=__________。

3．简谐运动的动力学特征：
（1）回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到__________，且始终指向__________的力，叫回复力。

做简谐运动的质点，回复力总满足F=-kx的形式。

式中k是_________。

回复力与加速度的方向总是与位移方向__________。

速度方向与位移方向有时_______，有时________；速度方向与回复力、加速度的方向也是有时_______，有时_______。

因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。

4．简谐运动的能量：简谐运动系统的动能和势能相互转化，机械能_______。

5．单摆的振动：A
A′
G
F′
L
θ
G1
G2
（1）单摆模型：悬挂小球的细线的_______和
_______可以忽略，线长又比球的直径_______。

实际单摆的摆长是从悬点到小球的______，在观察的时间内可以不考虑各种阻力。

（2）单摆的回复力：重力G沿圆弧切线方向的分力
G1=________（如图所示）提供了使摆球振动的回复力，在偏角很小时，sinθ≈______
所以单摆的回复力为_________
式中各符号的意义为：
_________________________________________________ ______
（3）单摆的周期：在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。

其周期与振幅无关，与决定与摆长、重力加速度。

公式：______________
（4）单摆周期公式的应用：测定当地的_________。

6．阻尼振动：振幅逐渐________的振动，叫做阻尼振动。

当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出
振幅有明显的减小，就可以把它作为理想振动来处理。

＇ A
7．受迫振动：物体在外界_________作用下所做的
振动叫受迫振动。

①物体做受迫振动时，振动稳定后的
频率等于________的频率；②受迫振动的频率跟物体的
_______频率没有关系。

8．共振：驱动力频率等于物体的_______频率时，受迫
振动的振幅最大，这种现象叫做共振。

共振曲线，如图所示。

二、本章专题归纳（这些题分小组讨论做完且讨论做出的题请小组派代表讲解老师最后点评）
专题（一）简谐运动的规律
【例1】有一弹簧振子做简谐运动，则（）
A．加速度最大时，速度最大B．速度最大时，位移
最大
C．位移最大时，回复力最大D．回复力最大时，加
速度最大
针对练习1：弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之
间做简谐运动。

B、C相距20cm。

某时刻振子处于B点。

经过0.5s，振子首次到达C点。

求：
（1）振动的周期和频率；
（2）振子在5s内通过的路程及位移大小；
（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P 点的加速度大小的比值。

专题（二）简谐运动的动力学特征的应用
【例2】试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动。

针对练习2：如图所示，质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上，使小球上下振动而又始终未脱离弹簧。

（1）最大振幅A是多大？（2）在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是多大？
专题（三）单摆的周期公式的应用
【例3】已知单摆摆长为L，悬点正下方3L/4处有一个钉子。

让摆球做小角度摆动，其周期将是多大？
针对练习3：固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5°，末端切线水平。

两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑，比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：ta＿＿tb，Ea＿＿2Eb。

专题（四）简谐运动的图象
【例4】劲度系数为20N／cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（）
A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的负方向
B．振子的速度方向指向x轴的正方向
C．在0～4s内振子作了1.75次全振动
D．在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为0 针对练习4：摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开
始计时，（取作t=0），当振动至时，摆球具有负向最大
速度，则单摆的振动图象是图中的（）
专题（五）受迫振动和共振
【例5】把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一
个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就
做成了一个共振筛。

不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转
速是88r/min。

已知增大电动偏心轮的电压可以使其转
速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。

为使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是（）
A．降低输入电压B．提高输入电压
C．增加筛子质量D．减小筛子质量
针对练习5：如图所示，在一根张紧的水平绳上，
悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置
后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各
摆也开始振动。

下列说法中正确的有：（）
A．各摆的振动周期与a摆相同
B．各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大
C．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长
D．各摆均做自由振动
三、课后训练
1．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b 完成6次全振动，两摆长之差为1.6m．则两单摆摆长la 与lb分别为
A．la＝2.5m，lb＝0.9mB．la＝0.9m，lb＝2．．la ＝2.4m，lb＝4.0mD．la＝4.0m，lb＝22．一个弹簧振子在AB间作简谐运动，O是平衡位置，以某时刻作为计时
零点（）。

经过周期，振子具有正方向的最大加速度。

那么以下几个振动图中哪一个正确地反映了振子的振动情况？（）
3．如下图所示，一个小铁球，用长约10m的细线系牢，另一端固定在O点，小球在C处平衡，第一次把小球由C 处向右侧移开约4cm，从静止释放至回到C点所用时间为；第二次把小球提到O点，由静止释放，到达C点所用的时间为，则（）
A．B．=C．D．无法判断
4．一个单摆作简谐运动，若使摆球质量变为原来的
4倍，而通过平衡位置时的速度变为原来的，则（）
A．频率不变，振幅不变B．频率不变，振幅改变
C．频率改变，振幅不变D．频率改变，振幅改变
5．甲、乙两个单摆的振动图线如图所示。

根据振动
图线可以断定（）
A．甲、乙两单摆摆长之比是4∶9
B．甲、乙两单摆振动的频率之比是2∶3
C．甲摆的振动能量大于乙摆的振动能量
D．乙摆的振动能量大于甲摆的振动能量
6．如图所示，一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板，在拉力F的作用下竖直向上做匀变速直线运动．一个频
率为5Hz的振动方向为水平且固定的振针，在玻璃板上
画出了如图所示的图线，量得OA=1cm，OB=4cm，
OC=9cm．求拉力F的大小．（不计一切摩擦阻力，取
g=10m/s2）
课后训练参考答案：
１．B 2．D3．A4．B5．A
6．OA=1cmABB因为：TOA=TAB=TBC=T/2=0根
据:Δs=aT2
a==2m/s2
F-mg=ma
得：F=mg+ma=24N。