2024年高中物理新教材（人教版2019）同步精品讲义 选择性必修第一册 第2章 章末素养提升 含解析

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章末素养提升
物理观念
描述简谐运
动的物理量
(1)位移 x：相对于平衡位置的位移
(2)振幅 A：离开平衡位置的最大距离
(3)周期 T：完成一次全振动需要的时间。周期由振动系统本身决
定，与振幅无关
(4)频率 f：单位时间内完成全振动的次数
(5)相位：某时刻处于一个运动周期中的状态
三类振动的
特征
简谐运动：
(1)受力特点：F＝－ kx
(2)运动特点：做变加速运动，具有周期性和对称性
(3)位移—时间关系：正弦函数规律 x＝A sin( ωt ＋ φ )
(4)能量特点：动能和势能之和保持不变
阻尼振动：
(1)振幅逐渐减小
(2)能量衰减，机械能逐渐转化为内能或向四周辐射出去
受迫振动：
(1)驱动力作用下的振动
(2)受迫振动的频率等于驱动力的频率
(3)共振：f驱＝f
固，受迫振动的振幅最大
科学思维
理想化模型
水平弹簧振子：由弹簧和小球组成，忽略阻力，由弹力提供回复
力
单摆：
(1)相对来说，阻力可忽略，细线质量可忽略，球的直径也可忽略
(2)做简谐运动的条件：摆角小于 5°
图像法
简谐运动的图像：
(1)正弦曲线
(2)图像信息：振幅 A、周期 T、各时刻的位移 x等
科学探究 1.学会利用单摆测量重力加速度
2.能正确熟练地使用游标卡尺和停表，能正确读取并记录实验数据
3.会分析实验中产生系统误差和偶然误差的原因，掌握减小实验误差的方法
科学态度
与责任
1.通过对单摆规律的研究，知道时钟的发明对人类文明发展的意义
2.通过学习共振现象产生的原因，能运用所学知识解释生产生活中防止共振或利
用共振的现象
例1　下列说法完全正确的一组是(　　)
① 做简谐运动的物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位
置时，速度方向与位移方向相同
② 做简谐运动的物体振动的轨迹是正弦或余弦曲线
③ 做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
④ 做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零
⑤ 秒摆是指周期为 1 s，摆长约为 1 m 的单摆
⑥ 单摆的摆球做匀速圆周运动
⑦ 在外力作用下的振动是受迫振动，受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关
⑧简谐振动的 1个周期内回复力的瞬时功率有 4次为零
⑨ 部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是
使桥受到的压力更不均匀及减少登山运动员耗散能量
⑩做简谐运动的物体从平衡位置向最大位移处运动过程中，它的势能增大
A．②⑤⑥⑨ B．①③⑧⑩
C．②④⑤⑦ D．①③⑨⑩
答案　B
解析　简谐运动物体的位移是由平衡位置指向所在位置，因此物体的运动方向指向平衡位置
时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，①正确；
物体做简谐运动仅在某一坐标轴上振动，其轨迹范围是一个线段，而非曲线，②错误；
做简谐运动的物体每次通过同一位置时，速度方向可能不同，但加速度一定相同，③正确；
单摆经过平衡位置时所受合外力不为零，④错误；
秒摆周期为 2 s，摆长为 1 m，⑤错误；
单摆的摆球做曲线运动且非匀速，⑥错误；
在周期性外力作用下的振动才是受迫振动，⑦错误；
简谐振动的 1个周期内在两个最大位移处以及两次通过平衡位置时，回复力的瞬时功率均为
0，⑧正确；
部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是防止
发生共振导致灾害，⑨错误；
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