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选修1 第二章 机械振动
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简谐运动的回复力和能量
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难度:
使用次数:104
更新时间:2020-12-16
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1.

如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中

A弹簧的弹性势能和物体动能总和不变

B物体在最低点时的加速度大小应为2g

C物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mg

D弹簧的最大弹性势能等于2mgA

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题型:选择题
知识点:简谐运动的回复力和能量
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【答案】

D

【详解】

A.系统机械能守恒,动能、重力势能、弹性势能总量不变,振动过程中重力势能一直变化,弹簧的弹性势能和物体动能总和一直变化,故A错误;

B.根据振动对称性,最低点与最高点关于平衡位置对称,最低点时弹簧形变量2A,弹力2kA,弹力与重力合力

方向向上,加速度为g向上,故B错误;

C.最低点时弹簧形变量2A,弹力2kA=2mg,故C错误;

D.振动最低点,弹簧的弹性势能最大,系统机械能守恒,重力势能转化为弹性势能,

D正确.

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 简谐运动的回复力和能量 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 简谐运动的回复力和能量的定义
振动图像:

(1)图像:
(2)意义:反映质点的位移随时间变化的规律(不是质点的运动轨迹)
(3)特点:所有简谐运动的图线都是正弦或余弦曲线
(4)蕴含信息:
①振幅A、周期T以及各时刻质点的位置、某段时间内质点的位移。
②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。判断速度方向可以作曲线上某点的切线,若切线的斜率为正,则说明该时刻的速度方向为正方向。
③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况

能量:

(1)定义:做简谐运动的物体在振动中经过某一位置时所具有的势能和动能之和,称为简谐运动的能量
(2)特征:
①做简谐运动的物体能量的变化规律:只有动能和势能的相互转化,机械能守恒。
②简谐运动中的能量跟振幅有关,振幅越大,振动的能量越大。
③在振动的一个周期内,动能和势能完成两次周期性变化,经过平衡位置时动能最大,势能最小;经过最大位移处时,势能最大,动能最小
◎ 简谐运动的回复力和能量的知识扩展

简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时,振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的(位移、回复力、加速度的方向相反,速度、动量的方向不确定)。运动时间也具有对称性,即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。
◎ 简谐运动的回复力和能量的知识拓展

简谐运动的位移、回复力、加速度、速度、势能、动能比较:

◎ 简谐运动的回复力和能量的教学目标
1、掌握简谐运动的定义;了解简谐运动的运动特征;掌握简谐运动的动力学公式;了解简谐运动的位移、速度、加速度、能量变化规律。
2、过程与方法 引导学生通过实验观察,概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律,培养归纳总结能力。
3、 结合旧知识进行分析,推理而掌握新知识,以培养其观察和逻辑思维能力。
◎ 简谐运动的回复力和能量的考试要求
能力要求:理解
课时要求:15
考试频率:常考
分值比重:3

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