1、物理导学案创编人：审核人：使用时间：高一下学期编号：1章末综合提升导学案章末综合提升导学案【学习目标】明确知识内容及联系【学习目标】明确知识内容及联系思维导图思维导图提升层提升层能力强化能力强化简谐运动的周期性和对称性简谐运动的周期性和对称性1.做简谐运动的物体在完成一次全振动后做简谐运动的物体在完成一次全振动后， 再次振动时则是重复上一个振动再次振动时则是重复上一个振动的形式的形式，所以做简谐运动的物体具有周期性所以做简谐运动的物体具有周期性2做简谐运动的物体其运动具有对称性做简谐运动的物体其运动具有对称性对称性表现在：对称性表现在：(1)速率的对称性：系统在关于平衡位置对称的两位置具有相等
2、的速率速率的对称性：系统在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率(2)加速度的对称性：系统在关于平衡位置对称的两位置具有等大反向的加加速度的对称性：系统在关于平衡位置对称的两位置具有等大反向的加速度和回复力速度和回复力(3)时间的对称性：系统通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等时间的对称性：系统通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等振振动过程中通过任意两点动过程中通过任意两点 A、B 的时间与逆向通过该段的时间相等的时间与逆向通过该段的时间相等【例【例 1】一个质点在平衡位置一个质点在平衡位置 O 点的附近做简谐运动点的附近做简谐运动，它离开它离开 O 点后经点后经过过3 s时间第一次经
3、时间第一次经过过M点点， 再经再经过过2 s第二次经第二次经过过M点点， 该质点再经过该质点再经过_s第三次经过第三次经过 M 点点若该质点由若该质点由 O 点出发在点出发在 20 s 内经过的路程是内经过的路程是 20 cm，则质点则质点振动的振幅为振动的振幅为_cm.物理导学案创编人：审核人：使用时间：高一下学期编号：2 跟跟进训练进训练1光滑水平面上的弹簧振子光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为振子质量为 50 g，若在弹簧振子被拉到最大若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时位移处释放时开始计时，在在 t0.2 s 时时，振子第一次通过平衡位置振子第一次通过平衡位置，此时速度此时速度为
4、为4 m/s.则在则在 t1.2 s 末末，弹簧的弹性势能为弹簧的弹性势能为_ J， 该弹簧振子做简谐运动时该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率为其动能的变化频率为_Hz,1 min 内内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数为为_次次简谐运动的图像及应用简谐运动的图像及应用简谐运动的图像描述了振动质点的位移随时间变化的规律简谐运动的图像描述了振动质点的位移随时间变化的规律从图像中可以从图像中可以确定位移确定位移、速度速度、加速度加速度、动能和势能等物理量以及它们的变化规律动能和势能等物理量以及它们的变化规律，具体分具体分析如下：析如下：项目项目内容内容说明说明横横、
5、纵轴表示纵轴表示的物理量的物理量横轴表示时间横轴表示时间，纵轴表示质点的位移纵轴表示质点的位移振动的图像不振动的图像不是振动质点的运是振动质点的运动轨迹动轨迹计时起点一旦计时起点一旦确定确定，已经形成已经形成的图像形状不的图像形状不变变，以后的图像以后的图像随时间向后延伸随时间向后延伸简谐运动图像简谐运动图像的具体形状跟正的具体形状跟正方向的规定有关方向的规定有关意义意义表示振动质点的位移随时间变化的规律表示振动质点的位移随时间变化的规律形状形状应用应用直接从图像上读出周期和振幅直接从图像上读出周期和振幅确定任一时刻质点相对平衡位置的位移确定任一时刻质点相对平衡位置的位移判断任意时刻振动质点的
6、速度方向和加判断任意时刻振动质点的速度方向和加速度方向速度方向判断某段时间内振动质点的位移判断某段时间内振动质点的位移、速度速度、加速度加速度、动能及势能大小的变化情况动能及势能大小的变化情况【例【例 2】(多选多选)如图甲所示如图甲所示，弹簧振子以点弹簧振子以点 O 为平衡位置为平衡位置，在在 A、B 两点两点之间做简谐运动之间做简谐运动取向右为正方向取向右为正方向，振子的位移振子的位移 x 随时间随时间 t 的变化如图乙所示的变化如图乙所示，下列说法正确的是下列说法正确的是()甲甲乙乙物理导学案创编人：审核人：使用时间：高一下学期编号：3At0.8 s 时时，振子的速度方向向左振子的速度方
7、向向左Bt0.2 s 时时，振子在振子在 O 点右侧点右侧 6 2 cm 处处Ct0.4 s 和和 t1.2 s 时时，振子的加速度完全相同振子的加速度完全相同Dt0.4 s 到到 t0.8 s 的时间内的时间内，振子的速度逐渐增大振子的速度逐渐增大 跟跟进训练进训练2.(多选多选)一质点做简谐运动一质点做简谐运动，其位移其位移 x 与时间与时间 t 的关系曲线如图所示的关系曲线如图所示，由图由图可知可知()A质点振动频率是质点振动频率是 0.25 HzBt2 s 时时，质点的加速度最大质点的加速度最大C质点的振幅为质点的振幅为 2 cmDt3 s 时时，质点所受的合外力一定为零质点所受的合外
8、力一定为零单摆周期公式的应用单摆周期公式的应用1.对单摆周期公式的理解对单摆周期公式的理解(1)单摆的周期公式在单摆偏角很小时成立单摆的周期公式在单摆偏角很小时成立(2)公式中公式中 l 是摆长是摆长，即悬点到摆球球心的距离即悬点到摆球球心的距离，ll线线r球球(3)公式中公式中 g 是单摆所在地的重力加速度是单摆所在地的重力加速度，由单摆所在的空间位置决定由单摆所在的空间位置决定(4)周期周期 T 只与只与 l 和和 g 有关有关，与摆球质量与摆球质量 m 及振幅无关及振幅无关2有关周期有关周期 T 的常见情况的常见情况(1)同一单摆同一单摆，在地球的不同位置上在地球的不同位置上，由于重力加
9、速度不同由于重力加速度不同，其周期也不同其周期也不同(2)同一单摆同一单摆，在不同的星球上在不同的星球上，其周期也不相同其周期也不相同例如单摆放在月球上时例如单摆放在月球上时，由于由于 g月月a)物理导学案创编人：审核人：使用时间：高一下学期编号：4(5)当带电单摆放到跟振动平面垂直的磁场中时当带电单摆放到跟振动平面垂直的磁场中时，由于洛伦兹力始终与速度由于洛伦兹力始终与速度方向垂直方向垂直，不改变等效加速度不改变等效加速度 g的大小的大小，故周期故周期 T 不变不变【例【例 3】如图所示如图所示，三根长度均为三根长度均为 l0的绳的绳 l1、l2、l3共同系住一密度均匀的共同系住一密度均匀的
10、小球小球 m，球的直径为球的直径为 d(dl0)，绳绳 l2、l3与天花板的夹角与天花板的夹角30.则：则：(1)若小球在纸面内做小角度的左右摆动若小球在纸面内做小角度的左右摆动，周期周期 T1为多少？为多少？(2)若小球做垂直于纸面的小角度摆动若小球做垂直于纸面的小角度摆动，周期周期 T2又为多少？又为多少？一语通关一语通关 1 不同的摆动方向不同的摆动方向，等效摆长不同等效摆长不同，振动周期也就不同振动周期也就不同. 2 同一单摆放到不同环境中同一单摆放到不同环境中，等效重力加速度不同等效重力加速度不同，导致周期不同导致周期不同. 跟跟进训练进训练3如图所示如图所示，单摆甲放在空气中单摆甲
11、放在空气中，周期为周期为 T甲甲；单摆乙放在以加速度单摆乙放在以加速度 a(ga)向下加速的电梯中向下加速的电梯中，周期为周期为 T乙乙；单摆丙带正电荷单摆丙带正电荷，放在匀强磁场放在匀强磁场 B 中中，周期周期为为T丙丙；单摆丁带正电荷；单摆丁带正电荷，放在匀强电场放在匀强电场 E 中中，周期为周期为 T丁丁，单摆甲单摆甲、乙乙、丙及丁丙及丁的摆长的摆长 l 相同相同，则下列说法正确的是则下列说法正确的是()甲甲乙乙丙丙丁丁AT甲甲T乙乙T丁丁T丙丙BT乙乙T甲甲T丙丙T丁丁CT丙丙T甲甲T丁丁T乙乙DT丁丁T甲甲T丙丙T乙乙培养层培养层素养升华素养升华情景：共振的危害情景：共振的危害(1)
12、(1)雪崩雪崩(2)(2)轮船在大海中航行轮船在大海中航行物理导学案创编人：审核人：使用时间：高一下学期编号：5共振现象是自然界中常发生的一种物理现象发生共振时常常给生活和自共振现象是自然界中常发生的一种物理现象发生共振时常常给生活和自然界带来危害如在冰山雪峰间常发生雪崩造成自然灾害，轮船在大海中航行然界带来危害如在冰山雪峰间常发生雪崩造成自然灾害，轮船在大海中航行时受到波浪冲击时有时会出现翻船危险时受到波浪冲击时有时会出现翻船危险设问探究设问探究1什么是共振现象？产生共振的条件是什么？什么是共振现象？产生共振的条件是什么？2运动员登山时为什么要严禁高声说话？运动员登山时为什么要严禁高声说话？
13、3轮船在大海中航行轮船在大海中航行，遇到波浪为什么常选择改变航向和速度遇到波浪为什么常选择改变航向和速度，从而避免从而避免发发深度思考深度思考(多选多选)铺设铁轨时铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行匀速运行的列车经过轨端接缝处时的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击车轮就会受到一次冲击由于每一根钢轨长度相等由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的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列车受到周期性的冲击做受迫振动普通钢轨长普通钢轨长为为 12.6 m，列车的固有周期为列车的固有周期为 0.315 s下列说法正确的是下列说法正确的是()A列车的危险速度为列车的危险速度为 40 m/sB列车过桥需要减速列车过桥需要减速，是为了防止列车与桥发生共振现象是为了防止列车与桥发生共振现象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增加钢轨的长度有利于列车高速运行
