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廣東省汕頭市澄海中學高中物理 第11-12章 振動和波 簡諧運動回復力和能量 新人教版選修3-4
【知識概要】
1. 某時刻做簡諧運動的系統(tǒng)總能量等于該時刻的___________與____________的和。對于給定的振動系統(tǒng),振動的動能由振動的速度決定,振動的勢能由振動的位移決定。
2.簡諧運動的總能量是一個恒量,不隨時間而改變,它等于最大位移處的__________,或在平衡位置時的____________。簡諧運動過程中機械能守恒,做等幅振動.振動系統(tǒng)的機械能大小由振幅大小決定,同一系統(tǒng)振幅越大,機械能就越大。
【例1】( )關于振動物體的平
2、衡位置,下列說法中正確的是:
A.是加速度改變方向的位置 B.回復力為零的位置
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諧運動,當振子連續(xù)兩次經(jīng)過平衡位置時,振子的:
A.加速度相同,動能相同 B.動能相同,勢能相同
C.加速度相同,速度相同 D.勢能相同,速度相同
【例3】( )下列有關回復力的說法中正確的是:
A.回復力是指物體受到的指向平
3、衡位置的力
B.回復力是指物體受到的合力
C.回復力是從力的作用效果命名的,可以是重力、彈力或摩擦力,可以是幾個力的合力
D.回復力實質(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,O為平衡位置,振動能量為E0,當振子向右運動到達平衡位置O點時,A、B兩物體脫開,則脫開后振動能量為______;當振動到最大位置Q處時,A、B兩物體脫開,則脫開后振動能量為______.
【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諧運動而始終不脫離,彈簧的勁度系數(shù)為k。求
4、:
(1) A的回復力的是什么?當A的速度達到最大時,A對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之間作簡諧運動,其中O點為它的平衡位置,物體在A時彈簧處于自然狀態(tài).若v、x、F、a、Ek、Ep分別表示物體運動到某一位置的速度、位移、回復力、加速度、動能和勢能,則
A.物體在從O點向A點運動過程中,v、Ep減小向而x、a增大
B.物體在從B點向O點運動過程中,v、Ek增大而x、F、Ep減小
C.當物體運動到平衡位置兩側(cè)的對稱
5、點時,v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同
D.當物體運動到平衡位置兩側(cè)的對稱點時,v、x、F、a、Ek的大小均相同,但Ep的大小不同
2.( )圖為一物體作簡諧振動的圖象,根據(jù)圖象判定下列哪個時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,當它做簡諧運動時,振子運動到平衡位置左側(cè)2cm處,受到回復力為4N,當它運動到平衡位置右側(cè)4cm處時,它的加速度大小為 ___________,方向是___________。
4.一個在光滑水平面上做簡諧運動的彈簧
6、振子,彈簧的勁度系數(shù)為k,振子的質(zhì)量為m,當振子離開平衡位置的位移為s時,它所受的回復力大小為_________,當振子離開平衡位置的位移為s/2時,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,為使這兩個木塊組成的系統(tǒng)象一個整體一樣地振動,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,當振子運動到最大位移為A的時刻把質(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,二者間的動摩擦因數(shù)至少為多大?
(2)一起振動時,二者通過平衡位置的速度多大?振幅又是多大?
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