物理选修32 简谐运动的描述学案
展开一、基础知识
1、一个物体对另一个物体相对位置变化的运动称之为 机械运动 ,简称运动。按运动的轨迹分为 直线运动 和 曲线运动 。
2、要描述一个物体的运动,就必须选择另外一个物体作为标准,这个被选来作为标准的另外的物体就叫做 参考系 。一个物体一旦被选为参考系,就认为它是 静止 的。
3、比较两个物体的运动时必须选择同一 参考系 ,比较才有意义。
4、用来代替物体的有质量的点叫做 质点 。
5、质点简化的条件性:
① 物体的形状和体积大小,对研究问题的影响可以忽略不计 ;
② 平动的物体 ;③ 有转动但转动为次要因素 。
6、质点是人们为了使实际问题简化而引入的 理想化模型 。
二、基本技能
1.下列说法中正确的是( BCD )
A.参考系是指静止不动的物体
B.研究物体的运动,只有选择好参考系后,物体的运动才能确定
C.同一运动的物体,如果选择不同的参考系,观察结果可能不同
D.我们通常所说的楼房静止不动,是指楼房相对于地球的位置没有变化
2.下列问题中,能够把研究物体当作质点的是( A )
A. 研究地球绕太阳公转一周所需要时间是多少。
B. 研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化,昼夜长短的变化。
C. 一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上。
D. 正在进行花样溜冰的运动员。
3、若车辆在行进中,要研究车轮的运动,下列选项正确的是( B )
A. 车轮只做平动. B. 车轮平动时可以用质点模型来分析。
C. 车轮只做转动。 D. 车轮转动时可以用质点模型来分析。
4.关于人造地球通讯卫星(同步卫星)的运动,下列说法正确的是( AB )
A.以地面卫星接收站为参照物,卫星是静止的。 B.以太阳为参照物,卫星是运动的。
C.以地面卫星接收站为参照物,卫星的轨迹是圆周。
D.以太阳为参照物,卫星的轨迹是圆周。
5.判断下列说法正确的是( D )
A.质点一定是体积、质量都极小的物体
B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,因为火车上各点的运动状态相同,所以可以将火车视为质点
C.研究自行车的运动时,因为车轮在转动,所以无论研究哪方面,自行车都不能被视为质点
D.地球虽大,且有自转和公转,但有时可被视为质点
6、 甲、乙两车在同一条公路上向东行驶,甲车的速度大于乙车的速度,这时( BC )
A.以甲车为参考系,乙车在向东行驶 B.以甲车为参考系,乙车在向西行驶
C.以乙车为参考系,甲车在向东行驶 D.以乙车为参考系,甲车在向西行驶
7、太阳从东边升起,西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高的上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是( C )
A. 时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大。
B. 时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大。
C. 时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大。
D. 时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度不能太大。
8.火车停靠在站台上,乘客往往会发现对面的火车缓缓起动了,等到站台出现,才知道对面的火车没有动,而是自己乘坐的火车开动了,则前、后两次乘客采用的参考系是( D )
A.站台,对面火车 B.两次都是对面火车
C.两次都是对面站台 D.自己乘坐的火车,站台
1.2 时间 位移
一、基础知识
1、钟表指示的一个读数对应着某一瞬间,称为 时刻 ;两个时刻之间的间隔称为 时间 。
它们的单位都是 秒 ,符号是 s 。
2、物体运动轨迹的长度叫 路程 ,它是 标量 ;从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段叫 位移 ,它是 矢量 。它们的单位都是 米 ,符号是 m 。
3、标量是 只有大小没有方向 的物理量;矢量是 既有大小又有方向 的物理量。
4、位移的大小与路程的关系是: 位移≤路程 。
二、基本技能
1、下列关于时刻和时间说法正确的是( ABD )
A. 时刻对应位置、时间对应位移 B. 第3秒内指的是第2秒末到第3秒末这1秒的时间内
C. 第3秒指的是3秒的时间。 D. 2秒末就是3秒初,指的是时刻
2、下面是时间的是( BCD ),时间最长的是( D )
A. 第2秒末 B. 第4秒 C. 第9秒内 D. 4秒内
3、下列说法正确的是( A )
A. 质点做曲线运动时,某段时间内位移的大小一定小于路程。
B. 两个质点位移相同,则它们所通过的路程一定相等。
C. 质点做直线运动时,位移的大小一定等于路程。
D. 质点做单向直线运动时,位移等于路程
4、从高为5m处以某一速度竖直向下抛出一小球,在与地面后弹起上升到高为2m处被接住,则这段过程中( A )
A.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7m
B.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
C.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3m
D.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m
5.关于时刻和时间,下列说法正确的是( BC )
A.时刻表示时间极短,时间表示时间较长
B.时刻对应物体的位置,时间对应物体的位移或路程
C.火车站大屏幕上显示的是列车时刻表 D.1分钟只能分成60个时刻
6.某人沿着半径为 R的水平圆周跑道跑了1.75圈时,他的 ( C )
A.路程和位移的大小均为3.5πR B.路程和位移的大小均为R
C.路程为3.5πR、位移的大小为R D.路程为0.5πR、位移的大小为R
7、物体先向正西方向沿直线走了3m,然后向正北方向沿直线走了4m,则整个过程中物体的总路程是多少?总位移大小是多少?
[路程7m,位移大小5m。]
8、一支队伍匀速前进,通讯员从队尾赶到队前传达命令后又立即返回40m到达队尾时,队尾已前进了200m,求整个过程中通讯员的路程和位移分别是多少?
[路程280m,位移大小200m。]
A
B
a
b
c
9、一个实心长方体小木块,体积是,且如图所示一质点从A点运动到B点,求位移大小是多少以及最短路程是多少?
最小路程为,
位移为对角线
1.3 记录物体的运动信息
一、基础知识
1、实验室常用的打点计时器有两种, 电磁 打点计时器和 电火花 打点计时器。
2. 根据图所示的打点计时器构造图,指出各主要部件的名称:① 接线柱 ,② 线圈 ,
③ 振片 ,④ 永久磁铁 ,⑤ 振针 ,⑥ 限位孔 ,⑦ 复写纸 ,⑧ 定位轴 ,⑨ 纸带 .
3、打点计时器的使用
① 把计时器 固定 在桌子边沿; ② 把计时器的两个接线柱和 交流电源 连接。
③ 先打开 电源开关 ,再拉动 纸带 。 ④ 关闭 电源 ,取下 纸带 。
⑤ 研究纸带上的点。
4、电磁打点计时器使用 4-6v 的交流电源,打点时间间隔为 0.02s频率是 50Hz 。 电火花 打点计时器使用 220v 的交流电源。
二、基本技能
1、根据打点计时器打出的纸带,我们不用测量或公式计算就能直接得到的物理量是( A )
A. 时间间隔 B. 位移 C. 速度 D. 路程
2、当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点痕,下列说法正确的是( ABD )
A. 点痕记录了物体运动的时间
B. 点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移
C. 点在纸带上的分布情况反映了物体的形状
D. 点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
3、电磁打点计时器的打点周期取决于( B )
A. 交流电压的高低 B. 交流电的频率 C. 永久磁铁的磁性强弱 D. 振针与复写纸的距离
4、在使用打点计时器时,若纸带上出现下列情况是什么原因,应如何调节?
某次实验中的纸带如图所示,取O点为起点位置,每隔5个间隔为一个计数点。实验所用的电源是50Hz的低压交流电源,其中OA=0.60cm,OB=2.40cm,OD=9.60cm。已知物体在相等时间内位移的增量相同,则OC的距离是 5.4 cm。
1.4 物体运动的速度
一、基础知识
(1)平均速度
① 定义:表达式 中所求得的速度,表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度,称为 平均速度 。单位是 m/s 。
② 平均速度只能粗略地描述运动的 快慢和方向 。
③ 平均速度既有大小又有方向,是 矢量 ,其方向与一段时间内发生的 位移 方向相同。
④ 平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度,取不同的时间段或位移段平均速度一般是 不同 的。
(2)平均速率是质点运动的 路程 与 时间 的比值;仅表示 运动快慢 ,是 标量 。
(3)平均速度大小一般小于平均速率,仅 单向直线运动 时两者大小才相等。
(4) 瞬时速度
① 定义:物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度,叫做 瞬时速度 。公式:
② 瞬时速度和平均速度的关系:如果时间非常小时,就可以认为平均速度表示的是物体在时刻的瞬时速度。
③ 瞬时速度 精确 地描述了物体运动的快慢和方向。既有大小又有方向,是 矢量 ,其方向就是物体此时刻的运动方向,即物体运动轨迹在改点的切线方向。
(5) 瞬时速率是瞬时速度的 大小 ;仅描述物体运动快慢,是 标量 。
二、基本技能
1.物体沿直线运动,下列说法中正确的是 ( A )
A.若物体某1秒内的平均速度是5m/s,则物体在这1s内的位移一定是5m
B.若物体在第1s末的速度是5m/s,则物体在第1s内的位移一定是5m
C.若物体在10s内的平均速度是5m/s,则物体在其中1s内的位移一定是5m
D.物体通过某位移的平均速度是5m/s,则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5m/s
2.在平直公路上,甲乘汽车以10m/s的速度运动,乙骑自行车以5m/s的速度运动,则下列说法正确的是( AC )
A.从同一点同时出发且同向运动时,甲观察到乙以5m/s的速度远离
B.从同一点同时出发且同向运动时,乙观察到甲以5 m/s的速度靠近
C.从同一点同时出发且反向运动时,甲观察到乙以15 m/s的速度远离
D.从同一点同时出发且反向运动时,乙观察到甲以15 m/s的速度靠近
3.一辆汽车沿平直公路行驶,开始以20m/s的速度行驶了全程的1/4,接着以速度v行驶其余的3/4的路程,已知全程的平均速度为16m/s,则v等于( C )
A.18m/s B.36m/s C.15m/s D.17.1m/s
4、汽车匀速行驶, 由甲地到乙地时速度为v1, 由乙地返回甲地时速率v2则往返全程的平均速率是( D )
A. B. C. D.
5、物体沿一条直线运动, 下列说法正确的是( C )
A.物体在某时刻的速度为3m / s, 则物体在一秒内一定走3m
B.物体在某一秒内的平均速度是3m / s, 则物体在这一秒内的位移一定是3m
C.物体在某一秒时间内的平均速度是3m / s, 则物体这一秒内的位移一定是3m
D.物体在某段位移内平均速度是3m/s, 则物体在通过这段位移一米时的速度一定是1.5m /s
6、关于平均速度、即时速度叙述正确的是( D )
A.匀速直线运动位移与时间的比值, 既是平均速度又是瞬时速度
B.路程与时间的比值等于平均速度
C.对于变速运动不同时间段内平均速度一定不相等
D.瞬时速度可理解为时间趋于零时的平均速度
7、某测量员是这样利用回声测距离的:他站在两平行峭壁之间某一位置鸣枪,经过1.00s第一次听到回声,又经过0.50s再次听到回声,已知声速为340m/s,则两峭壁间的距离为 425 m.
8.某运动物体做直线运动,第1 s 内的平均速度是3 m/s ,第2 s 、第3 s 内的平均速度
6 m/s ,第4 s 内的平均速度是5 m/s ,则4 s内运动物体的平均速度是 5 m/s 。
9.火车从甲站到乙站的正常行驶速度是60 km/h ,有一列火车从甲站开出,由于迟开了 300 s ,司机把速度提高到72 km/h,才刚好正点到达乙站,则甲、乙两站间的距离是 30 km。
10、打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到的一条纸 带,用刻度尺测量情况如图所示,纸带在A、C间的平均速度
为 8.5 m/s,在A、D间的平均速度为 9 m/s,B点的瞬时速度更接近于 8.5 m/s。
11.某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中,让重锤自由下落,打出的一条纸带如图所示,图中直尺的单位为cm,点O为纸带上记录到的第一点,点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。已知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点。
(1)打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式vG= FH/2T 进行计算,
式中各量的意义是 FH表示F、H两点间的距离 .
(2)用上式计算出打下点G时重锤的速度为vG= 1.30 m/s
12、甲、乙两地位于同一条直线上且相距60km,一辆汽车从甲地开往乙地,它以60km/h平均速度通过前一半路程,接下来用时45min通过后一半路程。那么它在全程的平均速度大小是多少?
解:设全程的路程为2S,则 km/h
13、一辆汽车沿直线运动,先以15m/s的速度行驶了全程的,余下的路程以20m/s的速度行驶,则汽车从开始到行驶完全程的平均速度大小为多少?
解:设全程的路程为2S,则
1.5 速度变化的快慢 加速度
一、基础知识
1、速度由经一段时间后变为,那的差值即是 速度的变化量 。用表示。
2、加速度定义:速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值:
物理意义是指 速度变化的快慢和方向 ;单位:米/秒2(m/s2) ;加速度是 矢量 ,方向与速度变化的方向相同;a不变的运动叫做 匀变速运动 。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
3、加速度的正、负号只表示其 方向 ,而不表示其 大小 。匀加速运动:,为正值,,与方向一致。 匀减速运动:,为负值,,与方向相反。
二、基本技能
1.一物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,这就是说( BD )
A.物体速度变化量是2m/s B.每经过一秒物体的速度都增大2m/s
C.任意一秒内的末速度均为初速度的2倍
D.开始运动1s后的任意时刻的瞬时速度比该时刻1s前的速度的瞬时速度增加2m/s
2.下列说法中正确的是 ( B )
A.有加速度的物体,其速度一定增加 B.没有加速度的物体,其速度一定不变
C.物体的速度有变化,则加速度必有变化 D.物体的加速度为零,则速度一定为零
3.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是 ( C )
A.加速度的方向就是速度的方向 B.加速度的方向就是位移的方向
C.匀加速直线运动中,物体的加速度与速度方向相同
D.匀减速直线运动中,位移和速度都随时间的增加而减小
4.下列描述的运动中,可能存在的是 ( A )
A.速度变化很大,加速度却很小 B.加速度方向保持不变,速度方向一定保持不变
C.速度变化方向为正,加速度方向为负 D.加速度大小不断变小,速度大小一定不断变小
5.下列关于加速度的描述中,正确的是 ( A )
A.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化
B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动
C.速度方向为正,加速度方向为负 D.速度变化越来越快,加速度越来越小
6.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是( D )
A.物体的速度越大,加速度也越大 B.物体的速度为零时,加速度也为零
C.物体的速度变化量越大,加速度越大 D.物体的速度变化越快,加速度越大
7.汽车在一条平直公路上行驶,其加速度方向与速度一致。现有加速度减小时的四种说法:(1)汽车的速度也减小;(2)汽车的速度仍在增大;(3)当加速度减小到零时,汽车静止;(4)当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大。其中正确的是( B )
A.(1)(3) B.(2)(4) C.(1)(4) D.(2)(3)
8、为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可以近似看作匀加速运动),某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片(如图).如果拍摄时每隔2s曝光一次,轿车车身总长为4.5m.那么这辆轿车的加速度约为 ( B )
A、1m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2
9.足球守门员在发门球时,将一个静止的质量为0.4 kg的足球,以10 m/s的速度踢出, 若守门员踢球的时间为0.1s,则足球的平均加速度为_100__m/s2;足球沿草地作直线运动,速度不断减小,设加速度大小恒为2m/s2,3s后足球运动到距发球点20 m的后卫队员处,则此过程中,足球运动的平均速度为__6.7__m/s,后卫队员接到球时,足球的速度为__4__m/s
10.一子弹击中木板的速度是600 m/s ,历时0.02 s 穿出木板,穿出木板时的速度为300 m/s ,则子弹穿过木板时的加速度大小为 1.5×104 m/s2 ,加速度的方向 与子弹的运动方向相反 。
11. 物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动,经4 s滑回原处时速度大小仍为 5 m/s,则物体的速度变化为 m/s ,加速度为 m/s2 .(规定初速度方向为正方向).
12、计算下列物体的加速度:
(1)一辆汽车从车站出发作匀加速运动,经10s速度达到108km/h.
(2)高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶,经3min速度从54km/h提高到180km/h.
(3)沿光滑水平地面以10m/s运动的小球,撞墙后以原速大小反弹,与墙壁接触时间为0.2s.
[解] 规定以初速方向为正方向,则
(1)对汽车v0=0,vt=108km/h=30m/s,t=10s,
(2)对列车v0=54km/h=15m/s,vt=180km/h=50m/s,t=3min=180s.
(3)对小球v0=10m/s,vt= -10m/s,t= 0.2s,
13、一个做匀变速直线运动的物体连续通过两段长s的位移所用时间分别为t1、t2,则该物体的加速度为多少?
[解]物体在这两段位移的平均速度分别为
它们分别等于通过这两段位移所用的时间中点的瞬时速度.由于两个时间中点的间隔为,根据加速度的定义可知:
1.6 用图像描述直线运动
一、基础知识:画出s-t及v-t的图像并说明图像性质
二、基本技能
xs
O
t
甲
乙
xs
O
t
甲
乙
xs
O
t
甲
乙
xxxs
O
t
甲
乙
A
B
C
D
1、 甲、乙两物体朝同一方向做匀速直线运动,已知甲的速度大于乙的速度,在t=0时,乙在甲之前一定距离处,则两个物体运动的位移图象应是--( C )
2、图1-2-5所示为A、B两人骑自行车在同一直线上运动的 位移图象,由图象知--( C )
A.A、B两人同向行驶
B.A、B两人在第1s末后相遇
C.在5s内,A行驶的路程比B行驶的路程多
D.在5s内,A行驶的位移比B行驶的位移大
0
t
2
4
2
1
t/s
v/m·s-1
Δs
图1-4-7
3、甲、乙两辆玩具汽车在同一直线上,同时由同一位置向同一方向运动.它们的速度图象如图所示,下列说法中正确的是( CD )
A.开始阶段乙跑在甲的前面,2s后乙落在甲的后面
B.2s末乙追上甲,且甲、乙的速度相等
C.4s末追上甲
D.在追上前,2s末两物体相距最远
4.如图所示为甲、乙两质点的v-t图象。对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是( A )
A.质点甲向所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反
B.质点甲、乙的速度相同
C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距
离一定越来越大
5.一质点沿某一条直线运动时的速度—时间图象如图所示,则以下说法中正确的是( CD )
A.第1s末质点的位移和速度都改变方向 B.第2s末质点的位移改变方向
C.第4s末质点的位移为零 D.第3s末和第5s末质点的位置相同
6、甲、乙两个物体在同一条直线上运动,它们的v-t图象如图所示,在t1时刻:( AD )
乙
v
甲
t
t1
A.它们的运动方向相同 B. 它们的运动方向相反
C.甲的速度大于乙的速度 D. 甲的速度小于乙的速度
第5题 第6题
7、下列作直线运动图象中,表示质点作匀速直线运动的是( AC )
v
0
A
0
v
B
X
C
X
D
t
t
t
t
8. 如图所示为一物体做直线运动的v-t图象,根据图象做出的以下判断中,正确的是(BD )
A.物体始终沿正方向运动 B.物体先沿负方向运动,在t =2 s后开始沿正方向运动
C.在t = 2 s前物体位于出发点负方向上,在t = 2 s后位于出发点正方向上
D.在t = 2 s时,物体距出发点最远
9. 如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象,下列说法中正确的是( ABD )
A. 甲启动的时刻比乙早 t1 s. B. 当 t = t2 s时,两物体相遇
C. 当t = t2 s时,两物体相距最远 D. 当t = t3 s时,两物体相距s1 m
第8题 第9题
10.在距离斜坡底端10m的山坡上,一辆小车以4m/s的速度匀速向上行驶,5s后,小车又以2m/s的速度匀速向下行驶。设小车做直线运动且位移和运动方向都以沿斜坡向下为正方向,试作出小车在这20s内的s-t图象和v-t图象,并由图象再确定小车在20s末的位置。
解:在前5s内小车运动的位移,方向沿斜坡向上;
在后15s内小车运动的位移,方向沿斜坡向下;
-4
-2
2
4
0 5 10 15 20 t/s
v/ms-1
-20
-10
10
20
0 5 10 15 20 t/s
x/m
以小车的出发点作为坐标原点,在这20s内小车的x-t图象和v-t图象如图
由图可知小车在这20s内的位移x=10m,方向沿斜坡向下,即第20s末小车处于斜坡底端。
11. 明明同学讲了一个龟兔赛跑的故事,按照明明讲的故事情节,聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如图所示,请你依照图象中的坐标,并结合物理学的术语来讲述这个故事.在讲故事之前,先回答下列问题.
(1)小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发?
(2)乌龟做的是什么运动?
(3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次?
(4)哪一个先通过预定位移到达终点?
解:(1)故事中的兔子和乌龟是在同一地点,但不是同时出发,兔子出发的时间晚。(2)乌龟做的是匀速直线运动。(3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过2次。(4)乌龟。
12. 如图所示为一物体沿直线运动的s-t图象,根据图象:求
(1)第2 s内的位移,第4 s内的位移,前5 s的总路程和位移
(2)各段的速度
(3)画出对应的v-t图象
解:(1)10m,-15m,50m -10
(2)10m/s 0 -15m/s (3)如图所示
现象
原因
调节的方法
打点不清晰
振针过高
电压太低
复写纸老化
把振针调低
调高电压
更换新的复写纸
打出的不是点,是短线
振针过低
电压太高
调高振针
调低电压
打双点
振针松动
把振针固定
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人教版 (新课标)选修3选修3-4第十一章 机械振动2 简谐运动的描述导学案及答案: 这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-4第十一章 机械振动2 简谐运动的描述导学案及答案
高中2 简谐运动的描述导学案: 这是一份高中2 简谐运动的描述导学案