高二物理机械振动习题精讲精练

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机械振动习题精讲精练

一、振动过程中物理量变化情况分析

例1、作简谐运动的物体每次通过平衡位置时(

BC ) (A)位移为零,动能为零 (B)动能最大,势能最小

(C)速率最大,振动加速度为零 (D)速率最大,回复力不一定为零

练习1、一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动,其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等,但方向相反,那么这两个时刻弹簧振子的( BC )

A .速度一定大小相等,方向相反

B .加速度一定大小相等,方向相反

C .位移一定大小相等,方向相反

D .以上三项都不一定大小相等,方向相反

练习2、一弹簧振子振幅为A ,从最大位移处经过时间t 0第一次到达平衡位置,若振子从最大位移处经过03

t 时的加速度大小和动能分别为a 1和E 1,而振子位移为23A 时加速度大小和动能分别为a 2和E 2,则( A )

A .a 1>a 2

B .a 1

C .E 1>E 2

D .

E 1=E 2

二、振动过程路程计算

例2、.弹簧振子在B 、C 间做简谐运动,O 为平衡位置,BC 间距离为10 cm ,B →C 运动时间为1 s ,如图所示.则 ( D )

A .从O →C →O 振子做了一次全振动

B.振动周期为1s,振幅是10cm

C.经过两次全振动.通过的路程是 20cm

D.从B 开始经3s ,振子通过路程是30cm

练习3、一振子做简谐运动的振幅是4.0cm ,频率为1.5Hz ,它从平衡位置开始振动,1.5s 内位移的大小和路程分别是: ( C )

A 、4.0cm 、10cm

B 、4.0cm 、40cm.

C 、4.0cm 、36cm

D 、0.36cm 、40cm.

三、振动的对称性、周期性应用

例3、一个弹簧振子.第一次把弹簧压缩x 后开始振动.第二次把弹簧压缩2x 后开始振动,则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比为( A )

A.1:1,1:2

B.1:1,1:1

C.1:2,1:2

D.1:2,1:1

例4、如图2所示。弹簧振子在振动过程中,振子经a 、b 两点的速度相同,若它从a 到b 历时0.2s,从b 再回到a 的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为:( B )

A 、1Hz;

B 、1.25Hz;

C 、2Hz;

D 、2.5Hz

练习4、如图7-1-3所示,一质点在平衡位置o 点两侧做简谐运动,在它从平衡位置出发,向端点A 处运动过程中,经0.15s 第一次经过M 点,在经0.1s 第二次经过M 点,则该质点的振动频率为( C )

A 、0.8Hz

B 、1Hz

C 、1.25Hz

D 、

1.5Hz

练习5、一个做简谐运动的物体连续通过某一位置的时间间隔为1s ,紧接着再经过0.4s 到达平衡位置,则简谐运动的周期为( AC )

A 、1.2s

B 、2.4s

C 、3.6s

D 、4.8s

练习6、一质点做简谐运动,先后以相同的动量依次通过A 、B 两点,历时1s ,质点通过B 点后再经过1s 又第2次通过B 点,在这两秒钟内,质点通过的总路程为12cm ,则质点的振动周期和振幅分别为( B )

A .3s ,6cm

B .4s ,6cm

C .4s ,9cm

D .2s ,8cm

练习7、一个做简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过相距10 cm 的A 、B 两点,历时0.5 s.如图所示,经过B 点后再经过t=0.5 s 质点以方向相反、大小相同的速一 次通过B 点.则质点振动的周期是( AC )

A.0.5 s ,

B.10s

C.2.O s

D.4.0s

四、振动过程中受力分析

例5、如图所示弹簧下面挂一个质量为m 的物体,物体在竖直方向作振幅为A 的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长。则物体在振动过程中( AC ) A.物体在最低点时的弹力大小应为2mg B.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变

C.物体的最大弹性势能等于2mgA

D.物体的最大动能应等于2mgA

例6、如图4质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上作简谐振动,振动过程中A 、B 之间无相对运动.设弹簧的倔强系数为k.当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 、B 间摩擦力的大小等于( D )

A.0;

B.kx

C.m kx M

练习8、如图所示,一个质量为m 的木块放在质量为M 的平板小车上,他们之间的最大静摩擦

力为f ,在劲度系数为k 的轻弹簧的作用下,沿光滑水平面做简谐运动。为使小车能跟木块一起运动,不发生相对滑动,机械运动的振幅不能大于( D )

A 、kM f M m )(+

B 、kM mf

C 、k f 练习9、如图所示,一轻质弹簧与质量为m 的物体组成弹簧振子,在竖直方向的A 、B 两点间做简谐运动,O 为平衡位置,振子的振动周期为T ,某一时刻物体正经过C 点向上运动(C 点在平

衡位置上方h 高处),从此时刻开始的半个周期内(ABD ) A .重力对物体做功2mgh

B .重力对物体的冲量大小为mgT/2

C .振子的加速度方向始终不变

D .振子所受的回复力(重力和弹力的合力)做功为零

练习10、如图所示,在重力场中,将一只轻质弹簧的上端悬挂在天花板上,下端连接一个质量

为M 的木板,木板下面再挂一个质量为m 的不带电物体。当剪掉m 后,

发现:当木板的速率再次为零时,弹簧恰好能恢复到原长,则M 与m 之

间的关系必定为 ( B )

A . M >m

B . M =m

C . M <m

D . 不能确定

五、振动图像应用

练习11、在盛沙的漏斗下方放有一木板,让漏斗摆动起来,同时让其中的细沙匀速流出,一段时间后,观察木板上沙子的堆积情况,则沙堆的剖面图应是图中的( D )

练习12、作简谐运动的物体,回复力和位移的关系图是下图所给四个图像中的( D ).

练习13、06广东 一质点做简谐运动的图象如图8所示,下列说法正确的是( B ) A .质点运动频率是4Hz

B .在10要内质点经过的路程是20cm

C .第4末质点的速度是零

D .在t=1s 和t =3s 两时刻,质点位移大小相等、方向相同

练习14、06天津卷一单摆做小角度摆动,其振动图象如图,以下说法正确的是( D )

A .t 1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小

B .t 2时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小

C .t 3时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最大

D .t 4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大

练习15、盛砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动.其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动,可画出振动图像,若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以v 1、v 2两种速度拉动,且v 2=2v 1,得到如图所示的两种图像,则其振动周期丁.T 1和T 2的关系为( A )

(A)T 2=T 1

(B)T 2=2T 1. (C)T 2=4T 1 (D)T 2=T 1/4

练习16、一个质点做简谐运动,它的振动图象如图,则( C )

A .图中的曲线部分是质点的运动轨迹

B .有向线段OA 是质点在1t 时间内的位移

C .有向线段OA 在x 轴的投影是质点在1t 时间内的位移

D .有向线段OA 的斜率是质点在1t 时刻的瞬时速率

练习17、图3甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。当盛沙漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系。已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s ,图3乙所示的一段木板的长度为0.60m ,则这次实验沙摆的摆长为(取g =π2)( A )

A. 0.56m

B. 0.65m

C. 1.0m

D. 2.3m

练习18一质点做简谐运动的振动图象如图所示,质点在哪两段时间内的速度与加速度方向相同

A .0~0.3s 和0.3~0.6s ( D )

B .0.6~0.9s 和0.9~1.2s

C .0~0.3s 和0.9~1.2s

D .0.3~0.6s 和0.9~1.2s

练习19、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 g

L t 23π= 时,摆球具有负向最大速度,则单摆的振动图象是图中的:( C )

练习20、如下图1所示是一个质点的振动图像,由图可知( BD )

A.第1秒内质点做加速运动C.第3六、单摆周期公式应用

例7、若单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的1/2,则单摆振动的( B )

A 。频率不变,振幅不变。

B 。频率不变,振幅改变。

C 。频率改变,振幅改变。

D 。频率改变,振幅不变。

练习20、、如图5中两单摆摆长相同,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球A 在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动,以mA 、mB 分别表示摆球A 、B 的质量,则( CD )

A 、如果mA>m

B ,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧;

B 、如果mA

C 、无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞不可能在平衡位置右侧;

D 、无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞不可能在平衡位置左侧

练习21、甲乙两人观察同一单摆的振动,甲每经过2.0 s 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3.0 s 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可能是( AB )

(A) 0.5 s (B) 1.0 s (C) 2.0 s (D) 3.0 s 练习22、细长轻绳下端拴一球构成单摆,在悬挂点正下方1/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A ,现将单摆向左方拉开一个小角度,然后无初速度地释放。对于以后的运动,下列说法中正确的是( AB )

A .摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小

B .摆球在左、右两侧上升的最大高度一样

C .摆球在平衡位置左右两侧走过的最长弧长相等

D .摆线地平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍

练习23、若单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2,则单摆振动的( D )

(A)频率不变,振幅不变

(B)频率改变,振幅变大 (C)频率改变,振幅不变

(D)频率不变,振幅变小 七、等效单摆

例8、将摆球质量一定、摆长为l 的单摆竖直悬挂中升降机内,在升降机以恒定的加速度a(a <g)竖直加速下降的过程中,单摆在竖直平面内做小摆角振动的周期应等于 ( D )

A.2 B.2π C.2 D.2π例9、如图1所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A 、B 两个大小相同的星球表面上的振动图象。其中实线是A 星球上的,虚线是B 星球上的,那么两个星球的平均密度之比B A ρρ: 为

( C ) A .1 :

1 B . 1 :

2 C .1 :

4 D . 61 : 1 练习24、有一天体,其半径为地球半径的两倍,平均密度与地球相同。在地球表面走时准确的机械摆钟移到该天体表面,秒针走一圈的实际时间为地球时间( B )

A 、21min

B 、22

min C 、2min D 、2min

练习25、如图7-5-11所示,用长为l 的细线把一个小球悬挂在倾角为θ的光滑斜面上,然后将小球拉开一很小角度后由静止释放,则小球的振动周期为( C )

A 、2πg l

B 、2πg l θsin

、2πsin θ

g l

例9、如图2所示,将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放,最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ,其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动,乙沿弦轨道从一端B 到达另一端D ,丙沿圆弧轨道从C 点运动D ,且C 点很靠近D 点。如果忽略一切摩擦阻力,

那么下列判断正确的是:( B )

A .甲球最先到达D 点,乙球最后到达D 点;

B .甲球最先到达D 点,丙球最后到达D 点;

C .丙球最先到达

D 点,乙球最后到达D 点;

D .甲球最先到达D 点,无法判断哪个球最后到达D 点

练习26、如图所示,地面上有一段光滑圆弧槽,其弧长10cm,半径为2m,在圆弧轨道的B 点放有一质量为m 1的光滑小球(可视为质点),在圆弧的圆心O 处放一静止小球m 2,且m 1不等于m 2,今将

它们同时无初速释放(C 为圆弧的中心),则( B )

A.m 1先到达C 点

B.m 2先到达C 点

C.两者同时到达C 点

D.因它们质量不相等,无法判断谁先到达C 点 八、振动能量

练习27、如图所示,A 、B 分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置.其中,位置A 为摆球摆动的最高位置,虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点,则摆球在摆动过程中

( B )

A 、位于

B 处时动能最大 B 、位于A 处时势能最大

C 、在位置A 的势能大于在位置B 的动能

D 、在位置B 的机械能大于在位置A 的机械能

练习28、.如图1所示,质量为M 的物块E 置于水平放置的轻弹簧右端,弹簧左端固定,构成弹簧振子在光滑平面上作简谐运动,增幅为A 。在运动过程中将一质量为m 的小物块F 轻放在E 上面,第一次是当E 运动到平衡位置时放在上面,第二次是当E 运动到最大位移处时放在上面,观察到第一次饭后的振幅为1A ,第二次放后的振幅为2A ,则( B )

A.12A A A == B.1A <2A A = C.12A A =<

A D.2A <1A A = 练习29、单摆在空中做阻尼振动时,用E1表示它的机械能,E2表示它的内能,E 表示它的机械能和内能之和,若不考虑摆球向周围的能量传递,则在振动过程中(

B )

A .E 1减小,E 2增大,E 减小

B .E 1减小,E 2增大,E 不变.

C .E 1、E 2、E 均减小

D .

E l 、E 2、E 均不变

练习30、物体做阻尼运动时,它的( CD )

A 、周期越来越小

B 、位移越来越小

C 、振幅越来越小

D 、机械能越来越小

九、受迫振动与共振

练习31、06广东铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等,所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为12.6m ,列车固有振动周期为0.315s 。下列

说法正确的是( AD )

A .列车的危险速率为s m /40

B .列车过桥需要减速,是为了防止列车发生共振现象

C .列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的

D .增加钢轨的长度有利于列车高速运行

练习31、在图所示的装置中,在曲轴AB 上悬挂一个弹簧振子,若不转动把手C ,让其上下振动,周期为T 1,若使把手C 周期T 2(T 2>T 1)匀速转动,当运动都稳定后,则( BD )

A .弹簧振子的振动周期为T

1

B .弹簧振子的振动周期为T 2

C .要使弹簧振子振幅增大,可让把手转速减小

D .要使弹簧振子振幅增大,可让把手转速增小

练习32、如图所示,在张紧的绳上挂了a 、b 、c 、d 四个单摆,四个单摆的摆长关系为lc >lb=ld >la,先让d 摆摆动起来(摆角小超过5°),则下列说法中正确的是( B ).

(A)b 摆发生振动,其余摆均不动

(B)所有摆均以相同频率振动

(C)所有摆均以相同摆角振动

(D)以上说法均不正确

练习33、06全国卷I 一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时,曲杆给弹簧振子以驱动力,使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期,改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动,给砝码一向下的初速度,砝码便做简谐运动,振动图线如图2所示。当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图线如图3所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期,T 表示驱动力的周期,Y 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅,则(AC )

A.由图线可知T 0=4s

B.由图线可知T 0=8s

C.当T 在4s 附近时,Y 显著增大;当T 比4s 小得多或大得多时,Y 很小

D.当T 在8s 附近时,Y 显著增大;当T 比8s 小得多或大得多时,Y 很小

十、振动与力学综合

例10、06北京卷某同学看到一只鸟落在树枝上的P 处,树枝在10 s 内上下振动了6次,鸟飞

走后,他把50 g 的砝码挂在P 处,发现树枝在10 s 内上下振动了12次.将50 g 的砝码换成500 g 砝码后,他发现树枝在15 s 内上下振动了6次,你估计鸟的质量最接近( B )

A.50 g

B.200 g

C.500 g

D.550 g

例11、如图所示,两根细线长度均为2m ,A 细线竖直悬挂且在悬点O 处穿有一个金属小球a ,B 悬挂在悬点O '处,细线下端系有一金属小球b ,并且有m a >m b ,把金属小球b 向某一侧拉开3cm 到b '处,然后同时让金属小球a 、b 由静止开始释放,则两小球的最终情况是[ A ] (A )a 小球先到达最低点,不可能和b 小球在最低点相碰撞;

(B )b 小球先到达最低点,不可能和a 小球在最低点相碰撞;

(C )a 、b 两小球恰好在最低点处发生碰撞;

(D )因为不知道m a 、m b 的具体数值,所以无法判断最终两小球的最终情况。

练习34.如图2所示,在O 点悬一根细长直杆,杆上穿一个弹性小球A ,用长为l 细线系者另一个小球B ,上端也固定在O 点,将B 拉开,使细线偏离竖直方向一个小角度,

将A 停在距O 点2

l 处,与B 同时释放,若B 第一次回到平衡位置时与A 正好相碰(g 取210/m s ,210π=),则 ( BC )

A.A 球与细杆之间不应有摩擦力; B.A 球的加速度必须等于24/m s ;

C.A 球受的摩擦力等于其重力的0.6倍;D.A 球受的摩擦力等于其重力的0.4倍。

练习35、07北京卷如图所示的单摆,摆球a 向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b 发生碰撞,并粘在一起,且摆动平面不便。已知碰撞前a 球摆动的最高点与最低点的高度差为h ,摆动的周期为T ,a 球质量是b 球质量的5倍,碰撞前a 球在最低点的速度是b 球速度的一半。则碰撞后( D )

A

B

C 、摆球最高点与最低点的高度差为0.3h

D 、摆球最高点与最低点的高度差为0.25h

两个质量相等的弹性小球,分别挂在两根不可伸长的细绳上,两绳相互平行,重心在

同一水平线上且相互接触,如图所示,第一球的摆长为L,第二球的摆长为4L.现将第

一球拉开一个很小的角度后释放并同时计时,在第一球摆动周期的2倍时间内,两球

的碰撞次数为( B )

(A)2次 (B)3次 (C)4次 (D)5次

O O '

A

高中物理机械振动知识点总结

一. 教案内容: 第十一章机械振动 本章知识复习归纳 二. 重点、难点解读 (一)机械振动 物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 (二)简谐振动 1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单,最基本的振动。研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-kx,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。 (三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。 1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系,即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。 (四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点,另一端拴一个小球,忽略线的伸缩和质量,球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是:最大摆角小于5°,单摆的回复力F是重力在圆弧切线 方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅,摆球质量无关,只与L和g有关,其中L是摆长,是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度,在有加速度的系统中(如悬挂在升降机中的单摆)其g应为等效加速度。 (五)振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间,纵轴表

高中物理_感应电动势与电磁感应定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《感应电动势与电磁感应定律》教学设计 授课人:授课时间:2015年3 月 课题感应电动势与电磁感应定律课型新课第1课时 教学目标 (三维)1.通过实验演示经历探究感应电动势的存在来理解电磁感应现象里感应电动势,并能判断其方向。 2.通过对 t? ?Φ ?Φ Φ、 、的区别来体会这三个物理量的本质含义。 3.在实验的基础上掌握法拉第电磁感应定律,并使学生体会在发现和认识物理规律中物理实验的重要作用,培养学生在物理实验中仔细观察和认真思考的能力。 4.经历由 t? ?Φ = ε推导θ εsin BLv =的过程,让学生再次体会感应电动势的产生 条件,从而加深学生对感应电动势物理本质的理解 教学重点与难点重点:法拉第电磁感应定律的建立和理解 难点: 1、如何设计探究实验定性研究感应电动势与磁通量的变化率之间的关系2. t n E ? ?Φ =和E=BLv sinθ的区别和联系 教学方法 分组实验探究法小组合作探究法归纳总结法,讲授法教学器材 演示用:大型示教电流计;线圈;导线 学生用:灵敏电流计;线圈;条形磁铁;导线。 教学构想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。前面几节是从感应电流的角度来认识电磁感应现象的,这节课以感应电流的产生条件为新课导入,在此进一步深入到感应电动势来理解电磁感应现象,所以,在引课时一个演示实验让学生认识到有电流就得有电动势,从而引入感应电动势的概念。然后采用让学生自己设计方案,自己动手做实验,思考讨论,教师引导找出规律的方法,使学生能够深刻理解法拉第 电磁感应定律的建立过程。对于公式,让学生自己根据法拉第电磁感应定律,动手推导,使学生深刻理解。 教学流程1.感应电动势:创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念2.法拉第电磁感应定律:创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用

高二物理第九章机械振动-单摆知识点总结练习题

核心出品 必属精品 免费下载 三、单摆 1、单摆:在细线的一端拴一小球,另一端固定在悬点上,如果悬挂小球的细线 的伸缩和质量可以忽略,线长又比球的直径大得多,这样的装置就叫做单摆 2、单摆是实际摆的理想化模型 3摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离 L=L0+R 4偏角:摆球摆到最高点时,细线与竖直方向的夹角(偏角一般小于5°) 2、单摆的回复力:平衡位置是最低点 ,kx F -=回 回复力是重力沿切线方向的分力,大小为mg sin θ,方向沿切线指向平衡位置 单摆的周期只与重力加速度g 以及摆长L 有关。所以,同一个单摆具有等时性

重力加速度g:由单摆所在的空间位置决定。 纬度越低,高度越高,g 值就越小。不同星球上g 值也不同。 单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化,但机械能的总量保持不变,即机械能守恒。 小球摆动到最高点时的重力势能最大,动能最小;平衡位置时的动能最大,重力势能最小。 若取最低点为零势能点,小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能,也等于平衡位置时的动能。 例一:用下列哪些材料能做成单摆( AF ) 悬线:细、长、伸缩可以忽略摆球:小而重(即密度大) A.长为1米的细线 B 长为1米的细铁丝 C.长为0.2米的细丝线 D.长为1米的麻绳 E.直径为5厘米的泡沫塑料球 F.直径为1厘米的钢球 G.直径为1厘米的塑料球 H.直径为5厘米的钢球 例2.一摆长为L 的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是多少? 例3、有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T 0,当气 球停在某一高度时,测得该单摆周期为T 。求该气球此时离海平面的高度h 。把地球看作质量均匀分布的 g L T π 35=

高中物理洛伦兹力的知识点介绍

高中物理洛伦兹力的知识点介绍 洛伦兹力是带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力。 洛伦兹力f的大小等于Bvq,其的特点就是与速度的大小相关,这是高中物理中少有的一个与速度相关的力。 我们从力的大小、方向、与安培力关系这三个方面来研究洛伦兹力。 洛伦兹力的大小 ⒈当电荷速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小f=Bvq;高中物理网建议同学们用小写的f来表示洛伦兹力,以便于和安培力区分。 ⒉磁场对静止的电荷无作用力,磁场只对运动电荷有作用力,这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。 ⒊当时电荷沿着(或逆着)磁感线方向运行时,洛伦兹力为零。 ⒋当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,洛伦兹力的大小 f=Bvqsinθ; 洛伦兹力的方向 ⒈用左手定则来判断:让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动的方向(或负电荷运动方向的反方向),大拇指指向就是洛伦兹力的方向。 ⒉无论v与B是否垂直,洛伦兹力总是同时垂直于电荷运动方向与磁场方向。 洛伦兹力的特点

洛伦兹力的方向总与粒子运动的方向垂直,洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,故洛伦兹力永远不会对v有积分,即洛伦兹力永不做功。 安培力和洛伦兹力的关系 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力,安培力是磁场对通电导线的作用力,两者的研究对象是不同的。 安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观实质。 对洛伦兹力和安培力的联系与区别,可从以下几个方面理解: 1.安培力大小为F=ILB,洛伦兹力大小为F=qvB。安培力和洛伦兹力表达式虽然不同,但可互相推导,相互印证。 2.洛伦兹力是微观形式,安培力是宏观表现。洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受的洛伦兹力的宏观表现。 3.即使安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受的洛伦兹力的宏观表现,但也不能认为定培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和,一般只有当导体静止时才能这样认为。 4.洛伦兹力不做功,安培力能够做功。 安培力与洛伦兹力的方向判定 即使洛伦兹力和安培力的方向都由左手定则判定,但它们又是有区别的。 安培力方向判定的左手定则中,四指指向电流方向;而洛伦兹力方向判定的左手定则却是,四指指向正电荷的运动方向,负电荷受力与正电荷方向相反。

高中物理选修3-4全套教案(人教版)

高二物理选修3-4教案 郑伟文 11.1简谐运动 教学目的 (1)了解什么是机械振动、简谐运动 (2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力 教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化 课型:启发式的讲授课 教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程(教学方法) 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动? [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征? [演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)] {提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? {归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 2.简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。

高中物理电磁感应综合问题讲课教案

电磁感应综合问题 电磁感应综合问题,涉及力学知识(如牛顿运动定律、功、动能定理、动量和能量守恒定律等)、电学知识(如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等)等多个知识点,其具体应用可分为以下两个方面: (1)受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是:导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化 →……,周而复始,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态。要画好受力图, 抓住 a =0时,速度v 达最大值的特点。 (2)功能分析,电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例如:如图所示中的金属棒ab 沿导轨由静止下滑时,重力势能减小,一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,最终在R 上转转化为焦耳热,另一部分转化为金属棒的动能.若导轨足够长,棒最终达到稳定状态为匀速运动时,重力势能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,因此,从功和能的观点人手,分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系,往往是解决电磁感应问题的重要途径. 【例1】 如图1所示,矩形裸导线框长边的长度为2l ,短边的长度为l ,在两个短边上均接有电阻R ,其余部分电阻不计,导线框一长边与x 轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的感应强度满足关系)sin( l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好,电 阻也是R ,开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动,求: (1)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律; (2)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案:(1))() ( sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤= π (2)R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,它们之间的距离为l =0.2m ,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上,并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场,

高中物理选修-4知识点机械振动与机械波解析

机械振动与机械波 简谐振动 一、学习目标 1.了解什么是机械振动、简谐运动 2.正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 二、知识点说明 1.弹簧振子(简谐振子): (1)平衡位置:小球偏离原来静止的位置; (2)弹簧振子:小球在平衡位置附近的往复运动,是一种机械 运动,这样的系统叫做弹簧振子。 (3)特点:一个不考虑摩擦阻力,不考虑弹簧的质量,不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。 2.弹簧振子的位移—时间图像 弹簧振子的s—t图像是一条正弦曲线,如图所示。 3.简谐运动及其图像。 (1)简谐运动:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。 (2)应用:心电图仪、地震仪中绘制地震曲线装置等。 三、典型例题

例1:简谐运动属于下列哪种运动( ) A.匀速运动 B.匀变速运动 C.非匀变速运动 D.机械振动 解析:以弹簧振子为例,振子是在平衡位置附近做往复运动,并且平衡位置处合力为零,加速度为零,速度最大.从平衡位置向最大位移处运动的过程中,由F=-kx可知,振子的受力是变化的,因此加速度也是变化的。故A、B错,C正确。简谐运动是最简单的、最基本的机械振动,D正确。 答案:CD 简谐运动的描述 一、学习目标 1.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。 2.知道振动物体的固有周期和固有频率,并正确理解与振幅无关。 二、知识点说明 1.描述简谐振动的物理量,如图所示: (1)振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离,。 (2)全振动:振子向右通过O点时开始计时,运动到A,然后向左回到O,又继续向左达到,之后又回到O,这样一个完整的振动过程称为一次全振动。 (3)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,符号T表示,单位是秒(s)。 (4)频率:单位时间内完成全振动的次数,符号用f表示,且有,单位是赫兹(Hz),。 (5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量,周期越小,频率越大,振动越快。 (6)相位:用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。 2.简谐运动的表达式:。

高中物理专题训练洛伦兹力

磁场对运动电荷的作用力 1.在以下几幅图中,对洛伦兹力的方向判断不正确的是( ) 2.如图所示,a是带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块,A,B叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F 拉b物块,使A,B一起无相对滑动地向左加 速运动,在加速运动阶段( ) A.A,B一起运动的加速度不变 B.A,B一起运动的加速度增大C.A,B物块间的摩擦力减小 D.A,B物块间的摩擦力增大 3.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是( ) A.油滴必带正电荷,电荷量为 B.油滴必带正电荷,比荷= C.油滴必带负电荷,电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以,只要满足q = 4.(多选)在下列各图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电子可能 沿水平方向向右做直线运动的是( ) 5. (多选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场.取坐标如图, 一带电粒子沿x轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方始终不 发生偏转,不计重力的影响,电场强度E和磁感应强度B的方向可能是 ( ) A.E和B都沿x轴方向 B.E沿y轴正向,B沿z轴正向 C.E沿z轴正向,B沿y轴正向 D.E,B都沿z轴方向 6. (多选)为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端 安装了如图7所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长,宽,高分别为 a,b,c,左右两端开口,在垂直于上,下底面方向加磁感应强度为B的匀 强磁场,在前,后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右 流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单 位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是( ) A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高 B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离 子多少无关 C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大 D.污水流量Q与U成正比,与a,b无关 7.(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量 为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且 相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,设小球的电荷量不变,小球由静止下滑 的过程中( ) A.小球加速度一直增大 B.小球速度一直增大,直到最后匀速 C.棒对小球的弹力一直减小 D.小球所受洛伦兹力一直增大,直到最后不变 8.一个质量为m=0.1 g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷量,放置在倾 角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面固定且置于B=0.5 T的匀强磁场中, 磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足 够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面(g取10 m/s2).求: (1)小滑块带何种电荷? (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大? (3)该斜面长度至少多长? 9.光滑绝缘杆与水平面保持θ角,磁感应强度为B 的匀强磁场充满整个空间,一个带正电q、质量为 m、可以自由滑动的小环套在杆上,如图所示,小 环下滑过程中对杆的压力为零时,小环的速度为________. 10.如图所示,质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖 直下滑,磁感应强度为B的匀强磁场方向水平,并与小球运动 方向垂直.若小球电荷量为q,球与墙间的动摩擦因数为μ.则 小球下滑的最大速度为____________,最大加速度为____________. 11.如图所示,各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均 为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛 伦兹力的方向.

高中物理:《简谐运动》教学设计

高中物理-《简谐运动》教学设计 一、设计思路 人教版老教材从动力学特征的角度定义简谐运动,不符合学生用运动学特征对质点运动进行分类的认知习惯。人教版新教材把“位移与时间的关系遵从正弦函数规律的振动”称为简谐运动,尊重学生的认知规律,有利于简谐运动的教学。正因为如此,通过科学探究,让学生认识弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线,是本节课教学的关键所在。 本节课的教学以“探究弹簧振子的振动图象”为线索而展开,将学生的认知过程和探究过程合理链接,实现了物理知识和科学方法、定性探究和定量探究、实验探究和理论探究的有机融合,让学生在学习物理知识的同时应用物理思想方法,体验科学探究的一般过程:“提出问题→制定方案→收集数据→处理数据→猜想结论→分析论证→得出结论→误差分析”。 本节课的实验探究和理论探究都是教师引导下的学生探究,主要引导方式:问题链。两个探究实验分别是水摆和模拟频闪照片。设计水摆实验的目的是:(1)定性验证学生对振动图像图样的猜想;(2)让学生理解振动图象“时间轴”的展开过程。设计模拟频闪照片实验的目的是:(1)让学生体验利用图象处理数据的方法;(2)让学生经历利用假设法定量论证振动图象函数性质的过程。水摆是用饮料瓶制作而成的,实验中利用毛笔书法水写布代替照相机的底片。模拟频闪照片的实验原理也很简单,就是利用视频播放软件获得弹簧振子振动视频的每一帧照片,根据照片记录不同时刻振子的位移并绘制振动图像。从实验结果上看,这两个实验都没有利用位移传感器精确,但这样做可以让学生建立一种观点:科学探究并不是遥不可及的,它不一定要借助很先进的工具和仪器,最简单易行的方法也是好方法。 二、教学目标 1.知识与技能 (1)知道弹簧振子理想模型和简谐运动的运动学定义; (2)知道弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线,并理解振动图象的物理意义; (3)理解振动图象“时间轴”的展开过程,会将底片的位移转换成振动时间。2.过程与方法 (1)引导学生经历探究“弹簧振子振动图象”的过程,发展学生“猜想假设”、“设计实验”、“处理数据”、“分析论证”和“误差分析”的能力,培养学生思维的灵活性和

高二物理电磁感应教案

高二物理电磁感应教案 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4~6块,漆包线,演示用电流计,导线若干,开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验,请同学们观察后回答: 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课: 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系,说明电可以生磁,那么,我们可不可以反过来进行逆向思索:磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验,进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书:〈一、实验目的:探索磁能否生电,怎样使磁生电。〉

提问:根据实验目的,本实验应选择哪些实验器材?为什么? 师生讨论认同:根据研究的对象,需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材,注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向,然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问:如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想:电能生磁,反过来,我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验,探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示,学生仔细观察,每完成一个实验步骤后,请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕,提出下列问题让学生思考: 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析:左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线,所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后,教师板书:

高中物理机械振动机械波习题含答案解析

机械振动、机械波 第一部分五年高考题荟萃 2009年高考新题 一、选择题 1.(09·全国Ⅰ·20)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示,图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m 和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。 在下列四幅图中,Q点的振动图像可能是(BC ) 解析:本题考查波的传播.该波的波长为4m.,PQ两点间的距离为3m..当波沿x轴正方向传播时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰,B正确.当沿x轴负方向传播时,P点处于向上振动时Q点应处于波谷,C对。 2.(09·全国卷Ⅱ·14)下列关于简谐振动和简谐波的说法,正确的是(AD ) A.媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B.媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C.波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D.横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 解析:本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致A正确.而各质点做简谐

运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C错.根据波的特点D正确。 3.(09·北京·15)类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中的是( D ) 不正确 ... A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用 B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播 D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波 解析:波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的,对电磁波当然成立,故A选项正确;干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,这些特性都具有,故B项正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的,所以电磁波传播不需要介质,故C项正确;机械波既有横波又有纵波,但是电磁波只能是横波,其证据就是电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象是横波才有的,D项错误。故正确答案应为D。 4.(09·北京·17)一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为 。若在x=0处质点的振动图像如右图所示,则该波在t=T/2时刻的波形曲线为( A ) 解析:从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置,且正在向下振动,四个选项中只有A图符合要求,故A项正确。 5.(09·上海物理·4)做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,则单摆振动的( C )A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变 C.频率不变、振幅改变D.频率改变、振幅不变

高二物理培优提高讲义11洛伦兹力(学生版)

洛伦兹力 1、洛伦兹力的大小(1)当时,(2)当 时, (3)当与有夹角时, 2、洛伦兹力的方向: 左手定则 注意: , ,即安培力总是垂直于和决定的平面 3、任何情况下洛伦兹力对运动电荷不做功 4、当带电粒子初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.洛伦兹力提供向心力: 得到轨道半径: ,运动周期 5、安培力和洛伦兹力的的本质都是电磁力,其区别是安培力是通电导线受到的力,洛伦兹力是运动电荷受到的力 洛 洛 洛 洛 洛 如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,水平放置一足够长的绝缘直棒,棒上套着一个带正电的小球,电场强度为,方向水平向右;磁感应强度为,方向垂直纸面向里.小球质量为,带电荷量为 ,小球沿水平棒滑动时摩擦因数为.小球刚开始向右滑动后,求: 1 当小球的速度达到何值时它的加速度最大,加速度的最大值是多少.(1)小球速度的最大值. (2)一、洛伦兹力

2 如图,一根绝缘细杆固定在磁感应强度为的水平匀强磁场中,杆和磁场垂直,与水平方向成角.杆上套一个质量为、电量为的小球.小球与杆之间的动摩擦因数为.从点开始由静止释放小球,使小球沿杆向下运动.设磁场区域很大,杆很长.已知重力加速度为.求: (1) 定性分析小球运动的加速度和速度的变化情况. 小球在运动过程中最大加速度的大小. (2) (3) 小球在运动过程中最大速度的大小. 3 如图所示,有界匀强磁场边界线平行于,和相距为,速率不同的同种带电粒子电荷量为,质量为.从点沿方向同时射入磁场.其中穿过点的粒子速度与垂直;穿过点的粒子速度与成角,设两粒子从到、所需时间分别为和,(重力不计)则: (1) 穿过、两处的粒子速度之比. (2) 两粒子从到、所需时间之比.

人教版高中物理选修3教案 简谐运动

简谐运动 教学目的 (1)了解什么是机械振动、简谐运动 (2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力 教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化 课型:启发式的讲授课 教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程(教学方法) 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动? [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征? [演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)]

{提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? {归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 2.简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子的振动 [讨论] a.滑块的运动是平动,可以看作质点 b.弹簧的质量远远小于滑动的质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。 (2)弹簧振子为什么会振动? 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力是根据力的效果命名的,对于弹簧振子,它是弹力。 回复力可以是弹力,或其它的力,或几个力的合力,或某个力的分力。 在O点,回复力是零,叫振动的平衡位置。 (3)简谐运动的特征 弹簧振子在振动过程中,回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。 3、简谐运动的位移图象——振动图象 简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢?简谐运动的位移指的是什么位移?(相对平衡位置的位移)

苏州市蓝缨学校高二物理《电磁感应定律应用》教案

【基本概念与基本规律】 5.比较感生电动势与动生电动势 感生电动势 动生电动势 含 义 由于磁场发生变化而在回路 中产生的感应电动势 表示长为l 的导体(无论闭合与否)做切割磁感线运动时产生的感应电动势 大 小 t n E ??Φ= BLv E = 非静电力 感应电场力 洛仑兹力 方 向 只能用楞次定律判别 可以用右手定则,也可用楞次定律判别 6.注意区别:磁通量Φ、磁通量的变化?Φ、磁通量的变化率t ??Φ。 ⑴Φ是状态量,是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数,当磁场与回路平面垂直时,BS =Φ。 ⑵?Φ是过程量,是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的增量,即12Φ-Φ=?Φ。 ⑶ t ??Φ表示磁通量的变化快慢,即单位时间内磁通量的变化,称磁通量的变化率。 ⑷上述三个物理量的大小没有直接关系,这一点与运动学中v 、v ?, t v ??三者相似。 【例1】(2006天津)在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图 1所示,当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 图 图

如图 2变化时,图 3中正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是( ) 【例2】如图所示,一边长为L 的正方形金属框,质量为m ,电阻为R ,用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间均匀变化且满足B =kt 规律.已知细线所能承受的最大拉力T =2mg ,求从t =0时刻起,经多长时间细线会被拉断. 二、导体切割磁感线产生感应电动势计算 1.导体切割磁感线产生感应电动势的大小:θsin Blv E = ⑴上式适用导体平动,l 垂直v 、B 。 ⑵公式中L 是导体切割磁感线的有效长度。θ是v 与B 的方向夹角,若θ=90°(v ⊥B )时,则E=BLv ;若θ=0°(v ∥B )时,则E=0。 2.切割运动的若干图景: ① 部分导体在匀强磁场中的相对平动切割 ②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割 图

高二物理机械振动练习题

《机械振动》练习题 1.图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系.已知木板被水平拉动的速度为 0.20m/s ,图乙所示的一段木板的长度为 0.60m ,则这次实验沙摆的摆长为(取g = π2)(A ) A .0.56m B .0.65m C .1.00m D .2.25m 2.如图所示,在质量为m 0的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m (m 0>m )的A 、B 两物体,箱子放在水平地面上,平衡后剪断A 、B 间的连线,A 将做简谐运动,当A 运动到最高点时,木箱对地面的压力为(A ) A .m 0g B .(m 0 - m )g C .(m 0 + m )g D .(m 0 + 2m )g 3.如图所示为一个竖直放置的弹簧振子物体沿竖直方向在A 、B 之间做简谐运动,O 点为平衡位置,A 点位置恰好为弹簧的原长。物体由C 点运动到D 点(C 、D 两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能增加了3.0J ,重力势能减少了2.0J 。对于这段过程有如下说法: ①物体的动能增加1.0J ②C 点的位置可能在平衡位置以上 ③D 点的位置可能在平衡位置以上 ④物体经过D 点时的运动方向可能指向平衡位置 以上说法正确的是(A ) A .②和④ B .②和③ C .①和③ D .只有④ 4.⑴在用单摆测定重力加速度的实验中,下列措施中必要的或做法正确的是______.(选填下列措施前的序号) A .为了便于计时观察,单摆的摆角应尽量大些 B .摆线长应远远大于摆球直径 C .摆球应选择密度较大的实心金属小球 D .用停表测量周期时,应测量单摆20~30次全振动的时间,然后计算周期,而不能把只测一次全振动时间当作周期 E .将摆球和摆线平放在桌面上,拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O 间的长度作为摆长,然后将O 点作为悬点 ⑵某同学在一次用单摆测重力加 速度的实验中,测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况,并将记 录的结果描绘在如图所示的坐标系中.图中各坐标点的标号分别对应实验中 5种不同摆长的情况.在处理数据时,该同学实验中的第_____数据点应当m B A m 甲 乙 /m 0000

高二物理洛伦兹力测试题(考卷)

图1 B 图5 洛伦兹力测试题 一、单选题(每题只有一个选项是正确的) 1.下列说法中正确的是() A .回旋加速器可以将带电粒子的速度加速到无穷大 B .回旋加速器的两个D 形盒之间应加上高压直流电源 C .回旋加速器的两个 D 形盒之间应加上高频交流电源 D .带电粒子在D 形盒中的轨迹半径是不变的 2.如图所示,两块平行金属板中间有正交的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入两板间,不计重力,射出时它的动能减小了,为了使粒子动能增加,应采取的办法是() A .使粒子带电性质相反 B .使粒子带电量增加 C .使电场的场强增大 D .使磁场的磁感应强度增大 3.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中有周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图1所示,则下列说法中正确的是() A .只增大狭缝间的加速电压,可增大带电粒子射出时的动能 B .只增大狭缝间的加速电压,可增大带电粒子在回旋加速器中的运动时间 C .只增大磁场的磁感应强度,可增大带电粒子射出时的动能 D .用同一回旋加速器可以同时加速质子(H 1 1 )和氚核(H 31) 4.一束带电粒子(可能含有多种电荷量和质量不同的粒子),从容器A 下方的小孔S 1飘入加速电场,然后让粒子经小孔S 2、S 3垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打在照相底片上的同一点D ,如图所示.则关于这束粒子中各种粒子的电荷量、质量关系,下列说法中正确的是() A .电荷量与质量的比值一定相同 B .电荷量一定不同 C .质量一定相同 D .电荷量一定相同 5.如图5,在加有匀强磁场的区域中,一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图,由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞,带电粒子的能量逐渐减小,从图中可以看出:( ) A .带电粒子带正电,是从 B 点射入的 C . 带电粒子带负电,是从B 点射入的 C .带电粒子带负电,是从A 点射入的 D .带电粒子带正电,是从A 点射入的 6.如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电量为q 的液滴作半径为R 的匀速圆周运动,已知电场强度为E ,磁感强度为B ,则液滴的质量和环绕速度分别为() A .Eq/g ,BgR/E B. B 2qRE ,E/B C. B ,BRq/E D. Eq/g ,E/B 7.如图所示,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向水平指向纸内,三个带等量同种电荷的微粒处在这一正交的电、磁场中,已知a 处于静止状态,b 沿水平方向匀速

高中物理《机械振动》知识梳理

《机械振动》知识梳理 【简谐振动】 1.机械振动: 物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动,叫做机械振动。 机械振动产生的条件是:(1)回复力不为零。(2)阻力很小。 回复力:使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力,回复力属于效果力,在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。 2.简谐振动: 在机械振动中最简单的一种理想化的振动。 对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解: (1)物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。 (2)物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动,在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。 【简谐运动的描述】 位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量,其最大值等于振幅。 振幅A:做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅,振幅是标量,表示振动的强弱。 周期T:振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时,物体第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振动。 频率f:振动物体单位时间内完成全振动的次数。 角频率:角频率也叫角速度,即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时,发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时,可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理,这种方法高考大纲不要求掌握。 相位:表示振动步调的物理量。现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。【简谐运动的处理】 用动力学方法研究,受力特征:回复力F =- Kx;加速度,简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。 用运动学方法研究:简谐振动的速度、加速度、位移都随时间作正弦或余弦规律的变化,这种用正弦或余弦表示的公式法在高中阶段不要求学生掌握。 用图象法研究:熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学习的重点之一。 从能量角度进行研究:简谐振动过程,系统动能和势能相互转化,总机械能守恒,振动能量和振幅有关。 【单摆】 单摆周期公式简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。 单摆周期公式中的L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,一般也叫等效摆长。【外力作用下的振动】 物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动的规律是:物体做受迫振动的频率等于策动力的频率,而跟物体固有频率无关。 当策动力的频率跟物体固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。 1

高中物理人教版(电磁感应)教案与典型例题解析

高中物理人教版(电磁感应)教案与典型例题解析 4.1 划时代的发现 教学目标 (一)知识与技能 1.知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2.知道电磁感应、感应电流的定义。 (二)过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 (三)情感、态度与价值观 1.领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2.以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点、难点 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学方法 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答: (1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景? (2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是怎样做的? (3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过的知识如何解释? (4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。 学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。 二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动:引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答: (1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考?法拉第持怎样的观点? (2)法拉第的研究是一帆风顺的吗?法拉第面对失败是怎样做的? (3)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么? (4)法拉第经历了多次失败后,终于发现了电磁感应现象,他发 1

高中物理选修3-4全套精品教案

高中物理选修3-4全套精品教案 11.1简谐运动 教学目的 (1)了解什么是机械振动、简谐运动 (2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括 能力 教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变 化 课型:启发式的讲授课 教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程(教学方法) 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平 抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动? [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运 动都是振动。请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征? [演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)]

{提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? {归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 2.简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子的振动 [讨论] a.滑块的运动是平动,可以看作质点 b.弹簧的质量远远小于滑动的质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。 (2)弹簧振子为什么会振动? 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力是根据力的效果命名的,对于弹簧振子,它是弹力。

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