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;本章知识分为三部分,第一部分是简谐运动的特点和描述简谐运动的物理量;第二部分是两个理想模型,即弹簧振子和单摆;第三部分是外力作用下的两种振动和一种现象,即阻尼振动、受迫振动和共振现象。;-kx;重力沿圆弧切线的分力;;试题情境;2.(2020全国卷Ⅱ)用一个摆长为80.0cm的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于5°,则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过cm(保留1位小数)。(提示:单摆被拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。)?
某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为cm。?;试题情境;一、简谐运动的图像;获取有效信息;【例题1】(多选)(2024山东滨州高二期末)如图甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是();二、简谐运动的力与功能问题
基本思路点拨
(1)根据已知和所求,选择振子或振子系统为研究对象;(2)选择合适振子位置或运动的过程;(3)列出牛顿第二定律方程、机械能守恒方程,关联方程,如动能、势能的对称性方程等。;获取有效信息;【例题2】一根劲度系数为k的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物块。用一水平木板将物块托住,使弹簧处于原长状态,如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动,加速度大小
;解析当物块与木板之间的弹力为零,物块加速度为时,恰好与木板分离,则对物块有,故A错误;物块与木板二者分离后,物块在重力和弹力的作用下做简谐运动,但由于物块加速度为时,恰好与木板分离,则分离点不是平衡位置,故B错误;若没有木板的作用,则物块由初态(弹簧处于自然长度)开始下落,为简谐运动,由对称性可知最低点时的加速度大小为g,但实际过程中,分离之前木板的作用力对物块做负功,则物块运动的最大速度(弹力与重力平衡时的速度)小于没有木板作用时的速度,此后弹力大于重力,物块受到的合力向上,则物块再向下运动的距离小于没有木板作用时的距离,则最低点时,弹簧形变量小于没有木板作用时的弹簧形变量,故向上的加速度小于重力加速度,故C错误;
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