高中物理第十一章机械振动简谐目标导引素材新人教选修

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高中物理第十一章机械振动单摆目标导引素材新人教选修

高中物理第十一章机械振动单摆目标导引素材新人教选修

1 4 单摆
一览众山小
诱学·导入
材料:在生活中我们经常看到挂钟钟摆在摆动时能够准确计时.伽利略发现教堂里的吊灯左右摆动时具有等时性.1641年,惠更斯按照伽利略的构想,发明制造了第一个摆钟.当摆钟走时不准时,只要拧一拧钟摆摆锤下方的螺母,走时就会变得准确.
问题:摆钟为什么能够准确计时?当摆钟走时不准时,如何调节?为什么拧一拧钟摆摆锤下方的螺母,走时就会变得准确?
导入:摆钟、吊灯等悬挂起来的物体在竖直平面内摆动,都具有固定的周期.周期的长短与物体与悬线、悬点组成的系统有关.拧一拧钟摆摆锤下方的螺母,实际上就是改变系统的周期来调节钟摆的快慢.
温故·知新
1.怎样判断质点的运动是简谐运动.
答:质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律;它的振动图象(x-t 图象)是一条正弦曲线;质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动.
2.什么是回复力?试举例说明.
答:做简谐运动的质点,受到的指向平衡位置的力,其作用总是要把物体拉回到平衡位置,这样的力叫回复力.比如弹簧振子中弹簧的弹力.
3.用秒表怎样测量弹簧振子振动的周期?怎样测更准确一些?
答:用秒表测量完成n 个全振动所用的时间t ,
n
t 就是振动的周期.n 的值取大一些可以减小周期的测量误差.。

高中物理第11章机械振动1简谐运动课件新人教选修34

高中物理第11章机械振动1简谐运动课件新人教选修34

填一填
练一练
2.简谐运动(见课本第3页) (1)定义:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它 的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线,这样的振动叫作简谐运动。 (2)特点:简谐运动是最简单、最基本的机械振动,其振动过程关于 平衡位置对称,是一种往复运动。弹簧振子的运动就是简谐运动。 (3)图象的应用:医院里的心电图、地震仪中绘制的地震曲线。
探究一
探究二
2.对简谐运动的理解 (1)简谐运动的位移 ①定义:振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段 表示,方向为从平衡位置指向振子所在位置,大小为平衡位置到该 位置的距离。 ②位移的表示方法:以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线 为坐标轴,规定正方向,则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该 时刻振子所在位置的坐标来表示。
探究一
探究二
典例剖析 【例题1】 (2015· 济宁一中高二月考)关于水平放置的弹簧振子的 运动,下列说法中正确的是( ) A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值 B.振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大 C.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同 D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相 同
探究一
探究二
(2)简谐运动的速度 ①物理含义:速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。 在所建立的坐标轴上,速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的 正方向相同或相反。
②特点:如图为一简谐运动的模型,振子在O点速度最大,在A、B
两点速度为零。
探究一
探究二
(3)加速度 ①产生:水平弹簧振子的加速度是由弹簧弹力产生的。 ②方向特点:总是指向平衡位置。方向始终和位移方向相反。 ③大小变化规律:远离平衡位置运动,振子的加速度增大;向平衡 位置运动,振子的加速度减小。平衡位置,振子的加速度为零;最大 位移处,振子的加速度最大。

高中物理第十一章机械振动简谐目标导引素材新人教选修

高中物理第十一章机械振动简谐目标导引素材新人教选修

2 简谐运动的描述一览众山小诱学·导入材料:将弹簧上端固定,下端悬吊钢球,旁边立一刻度尺,把钢球从平衡位置向下拉下一段距离,放手让其运动,仔细观察我们会发现尽管振子对平衡位置的位移随时间变化时大时小,做周期性变化,但是小球偏离平衡位置的最大距离由刻度尺上可以看出是相同的.如图11-2-1所示.图11-2-1问题:试用描述运动的基本物理量(如时间、位移、路程)描述这个运动,然后想一想,有没有描述出这种运动的一些更突出的特征?导入:钢球的运动位移随时间周期性往复变化,但钢球上下振动的范围,球的周期性等振动特有特征,不易表征出来.本节将引出描述振动的几个物理量振幅、周期(频率)、相位,并用数学函数表达式对该运动进行描述.温故·知新1.在数学中正弦函数的表达式是什么?答:y=Asin (ωx+φ).2.匀速圆周运动是一种周期性的运动,那么是用什么物理量描述这种周期性的?答:周期(T )、频率(f );二者关系是f=T1.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1.高速公路的ETC电子收费系统如图所示,ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。

某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区,ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,汽车刚好没有撞杆。

已知司机的反应时间为0.7s,刹车的加速度大小为5m/s2,则该ETC通道的长度约为()A.4.2m B.6.0m C.7.8m D.9.6m2.用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷为q的小球。

高中物理第十一章机械振动第2节简谐运动的描述教案新人教选修

高中物理第十一章机械振动第2节简谐运动的描述教案新人教选修

第二节简谐运动的描述物理中心修养主要由“物理观点”“科学思想”“科学研究”“科学态度与责任”四个方面组成。

教材剖析本节学习了描述简谐运动的几个物理量,是进一步认识简谐运动的基础课,同时也为后续课程沟通电、电磁振荡等知识的学习打下基础。

因为相位的观点比较抽象,在教课中,能让学生理解相位的物理意义,辨别位移方程中各量的含义就能够了 . 关于基础较好的学生,教师也能够介绍参照圆的方法,以帮助学生更深入地理解相位的观点。

教课目的:(一)物理观点1、知道振幅、周期和频次的观点,知道全振动的含义。

2、认识初相和相位差的观点,理解相位的物理意义。

3、认识简谐运动位移方程中各量的物理意义,能依照振动方程描述振动图象。

(二)科学思想、科学研究1、在学习振幅、周期和频次的过程中,培育学生的察看能力和解决实质问题的能力。

2、学会从相位的角度剖析和比较两个简谐运动。

(三)科学态度与责任1、每种运动都要选用能反应其自己特色的物理量来描述,使学生知道不一样性质的运动包括各自不一样的特别矛盾。

2、经过对两个简谐运动的超前和滞后的比较,学会用相对的方法来剖析问题。

教课要点:简谐运动的振幅、周期和频次的观点;相位的物理意义。

教课难点 :1、振幅和位移的联系和差别、周期和频次的联系和差别。

2、对全振动观点的理解,对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解。

3、相位的物理意义。

教课方法 :剖析类比法、解说法、实验研究法、多媒体教课。

教课器具:CAI 课件、劲度系数不一样的弹簧、质量不一样的小球、秒表、铁架台、音叉、橡皮槌;两个相同的单摆、投电影。

教课过程 :(一)引入新课教师:描述匀速直线运动的物理量有位移、时间和速度;描述匀变速直线运动的物理量有时间、速度和加快度;描述匀速圆周运动的物体时,引入了周期、频次、角速度等能反应其本上节课我们学习了简谐运动,简谐运动也是一种来去性的运动,因此研究简谐运动时我们也有必需像匀速圆周运动同样引入周期、频次等能反应其自己特色的物理量。

高中物理第十一章机械振动简谐学案新人教选修

高中物理第十一章机械振动简谐学案新人教选修

11.2 简谐运动的描述[目标定位] 1.知道振幅、周期和频率的概念,知道全振动的含义.2.了解初相和相位差的概念,理解相位的物理意义.3.了解简谐运动位移方程中各量的物理意义,能依据振动方程描绘振动图象.一、描述简谐运动的物理量 1.振幅振动物体离开平衡位置的最大距离.振幅的两倍表示的是做振动的物体运动范围的大小. 2.周期和频率(1)全振动:一个 的振动过程,称为一次全振动.弹簧振子完成一次全振动的时间总是 . (2)周期:做简谐运动的物体完成一次 所需要的时间,叫做振动的周期,用T 表示.单位:在国际单位制中,周期的单位是 (s).(3)频率:单位时间内完成 的次数,叫做振动的频率,用f 表示.单位:在国际单位制中,频率的单位是 ,简称赫,符号是Hz. (4)周期和频率的关系:f =1T(5)周期和频率都是表示物体 的物理量,周期越小,频率越大,表示振动 . 3.相位在物理学上,我们用不同的相位来描述周期性运动在各个时刻所处的 . 想一想 振幅就是振动物体离开平衡位置的最大位移吗?为什么?二、简谐运动的表达式简谐运动的一般表达式为x = . 1.A 表示简谐运动的 .2.ω是一个与频率成正比的量,叫做简谐运动的 .它也表示简谐运动的快慢,ω=2πT = .3. 代表简谐运动的相位,φ是t =0时的相位,称做初相位,或 . 4.相位差如果两个简谐运动的频率 ,其初相分别是φ1和φ2,当φ2>φ1时,它们的相位差是Δφ=(ωt+φ2)-(ωt+φ1)=φ2-φ1.想一想 简谐运动的表达式一定是正弦函数吗?一、描述简谐运动的物理量 1.对全振动的理解正确理解全振动的概念,应注意把握全振动的五种特征. (1)振动特征:一个完整的振动过程.(2)物理量特征:位移(x)、速度(v)第一次同时与初始状态相同,即物体从同一方向回到出发点. (3)时间特征:历时一个周期. (4)路程特征:振幅的4倍. (5)相位特征:增加2π. 2.振幅与路程的关系振动物体在一个周期内的路程为四个振幅. 振动物体在半个周期内的路程为两个振幅. 振动物体在14个周期内的路程不一定等于一个振幅.3.周期(T)和频率(f)(1)周期是振动物体完成一次全振动所需的时间.频率是单位时间内完成全振动的次数.所以周期(T)与频率(f)的关系:T =1f.(2)物体振动的周期和频率,由振动系统本身的性质决定,与振幅无关.图11-2-1【例1】 弹簧振子在AB 间做简谐运动,O 为平衡位置,AB 间距离是20 cm ,A 到B 运动时间是2 s ,如图11-2-1所示,则( ) A .从O →B →O 振子做了一次全振动 B .振动周期为2 s ,振幅是10 cmC .从B 开始经过6 s ,振子通过的路程是60 cmD .从O 开始经过3 s ,振子处在平衡位置【例2】 一质点做简谐运动,其位移x 与时间t 的关系图象如图11-2-2所示,由图可知( )图11-2-2A .质点振动的频率是4 HzB .质点振动的振幅是2 cmC .t =3 s 时,质点的速度最大D .在t =3 s 时,质点的振幅为零二、简谐运动的表达式做简谐运动的物体位移x 随时间t 变化的表达式:x =Asin(ωt+φ) 1.由简谐运动的表达式我们可以直接读出振幅A 、圆频率ω和初相φ.据ω=2πT或ω=2πf 可求周期T 或频率f ,可以求某一时刻质点的位移x.2.关于两个相同频率的简谐运动的相位差Δφ=φ2-φ1的理解 (1)取值范围:-π≤Δφ≤π.(2)Δφ=0,表明两振动步调完全相同,称为同相. Δφ=π,表明两振动步调完全相反,称为反相. (3)Δφ>0,表示振动2比振动1超前. Δφ<0,表示振动2比振动1滞后.【例3】 一弹簧振子A 的位移y 随时间t 变化的关系式为y =0.1sin(2.5πt),位移y 的单位为m ,时间t 的单位为s.则( ) A .弹簧振子的振幅为0.2 m B .弹簧振子的周期为1.25 sC .在t =0.2 s 时,振子的运动速度为零D .若另一弹簧振子B 的位移y 随时间变化的关系式为y =0.2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2.5πt+π4,则振动A 滞后B π4借题发挥 应用简谐运动的表达式解决相关问题,首先应明确振幅A 、周期T 、频率f 的对应关系,其中T =2πω,f =ω2π,然后把确定的物理量与所要解决的问题相对应,找到关系. 三、简谐运动的周期性和对称性 1.周期性做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能回复到原来的状态.2.对称性图11-2-3如图11-2-3所示,物体在A和B之间运动,O点为平衡位置,C和D两点关于O点对称,则:(1)时间的对称①振动质点来回通过相同的两点间的时间相等.如t DB=t BD.②质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段时间相等,图中t OB=t BO=t OA=t AO,t OD=t DO=t OC=t CO.(2)速度的对称①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等,方向相反.②物体经过关于O点对称的两点(如C与D)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反.【例4】一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置起开始计时,经0.13 s质点第一次通过M点,再经0.1 s第二次通过M点,则质点振动周期的可能值为多大?描述简谐运动的物理量1.如图11-2-4所示是一做简谐运动的物体的振动图象,下列说法正确的是( )图11-2-4A.振动周期是2×10-2 sB.第2个10-2 s内物体的位移是-10 cmC.物体的振动频率为25 HzD.物体的振幅是10 cm简谐运动的周期性和对称性2.如图11-2-5所示,一质点沿水平直线做简谐运动,先后以相同速度通过a、b两点,经历时间t ab=1 s,过b点后再经t′=1 s质点第一次反向通过b点.若在这两秒内质点所通过的路程是8 cm,试求该质点的振动周期和振幅.图11-2-5简谐运动的表达式及其振动图象3.图11-2-6如图11-2-6所示为A、B两个简谐运动的位移-时间图象.请根据图象写出:(1)A的振幅是________ cm,周期是________ s;B的振幅是________cm,周期是________s.(2)这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式;(3)在时间t=0.05 s时两质点的位移分别是多少?4.弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t=0.2 s时,振子速度第一次变为-v;在t=0.5 s时,振子速度第二次变为-v.(1)求弹簧振子振动周期T;(2)若B、C之间的距离为25 cm,求振子在4.0 s内通过的路程;(3)若B、C之间的距离为25 cm.从平衡位置计时,写出弹簧振子的位移表达式,并画出弹簧振子的振动图象.甲题组一描述简谐运动的物理量1.振动周期指的是振动物体( )A.从任意一个位置出发又回到这个位置所用的时间B.从一侧最大位移处,运动到另一侧最大位移处所用的时间C.从某一位置出发又沿同一运动方向回到这个位置所用的最短时间D.经历了四个振幅的时间2.周期为2 s的简谐运动,在半分钟内通过的路程是60 cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )A.15次,2 cm B.30次,1 cmC.15次,1 cm D.60次,2 cm图11-2-73.如图11-2-7所示,在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O,把振子拉到A点,OA=1 cm,然后释放振子,经过0.2 s振子第1次到达O点,如果把振子拉到A′点,OA′=2 cm,则释放振子后,振子第1次到达O点所需的时间为( )A.0.2 s B.0.4 s C.0.1 s D.0.3 s4.一质点做简谐运动的图象如图11-2-8所示,下列说法正确的是( )图11-2-8A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是20 cmC.第4 s末质点的速度是零D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相同5.水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动,振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2,则( )A.v1=2v2 B.2v1=v2C.2v1=v2 D.v1=v26.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,如图11-2-9甲所示是一种常用的记录方法,在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P,在下面放一条白纸带.当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),P就会在纸带上画出一条曲线.如图乙所示为某次记录的一条曲线,若匀速拉动纸带的速度为0.5 m/s,则由图中数据可得该弹簧振子的振动周期为________s;若将小球的振幅减小为4 cm,其它条件不变,则其振动周期将________(选填“变大”、“不变”或“变小”).图11-2-9题组二简谐运动的周期性与对称性7.如图11-2-10所示,振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动,从振子第一次到达P点开始计时,则( )图11-2-10A .振子第二次到达P 点的时间间隔为一个周期B .振子第三次到达P 点的时间间隔为一个周期C .振子第四次到达P 点的时间间隔为一个周期D .振子从A 点到B 点或从B 点到A 点的时间间隔为一个周期8.质点沿x 轴做简谐运动,平衡位置为坐标原点O.质点经过a 点(x a =-5 cm)和b 点(x b =5 cm)时速度相同,所用时间t ab =0.2 s ;质点由b 点回到a 点所用的最短时间t ba =0.4 s .则该质点做简谐运动的频率为( )A .1 HzB .1.25 HzC .2 HzD .2.5 Hz 9.一个做简图11-2-11谐运动的质点,先后以同样的速度通过相距10 cm 的A 、B 两点,历时0.5 s(如图11-2-11所示).过B 点后再经过t =0.5 s ,质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B 点,则质点振动的周期是( ) A .0.5 s B .1.0 s C .2.0 s D .4.0 s 题组三 简谐运动的表达式10.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x =Asin π4t ,则质点( ) A .第1 s 末与第3 s 末的位移相同 B .第1 s 末与第3 s 末的速度相同 C .第3 s 末与第5 s 末的位移方向相同 D .第3 s 末与第5 s 末的速度方向相同11.物体A 做简谐运动的振动方程是x A =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫100t +π2 m ,物体B 做简谐运动的振动方程是x B =5sin ⎝⎛⎭⎪⎫100t +π6 m .比较A 、B 的运动( ) A .振幅是矢量,A 的振幅是6 m ,B 的振幅是10 m B .周期是标量,A 、B 周期相等,都为100 s C .A 振动的频率f A 等于B 振动的频率f B D .A 的相位始终超前B 的相位π3图11-2-1212.如图11-2-12所示,一弹簧振子在M 、N 间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O 为平衡位置,MN =8 cm.从小球经过图中N 点时开始计时,到第一次经过O 点的时间为0.2 s ,则小球的振动周期为________s ,振动方程为x =________cm.13.有一弹簧振子在水平方向上的B 、C 之间做简谐运动,已知B 、C 间的距离为20 cm ,振子在2 s 内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t =0),经过14周期振子有正向最大加速度.图11-2-13(1)求振子的振幅和周期;(2)在图11-2-13中作出该振子的位移—时间图象; (3)写出振子的振动方程.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动课件新人教版选修3

高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动课件新人教版选修3

图11-1-2
振子的运动
A→O 向右 减小
O →A′ 向左 增大
A′→O 向左 减小OFra bibliotek→A对O点位移的方向
对O点位移的大小
向右
增大
(4)图象的含义:反映了振动物体相对平衡位置的位移
随时间的变化规律,弹簧振子的位移—时间图象是一个 正(余)弦函数 图象。
3.简谐运动
(1)定义:质点的位移与时间的关系遵从 正弦 函数的规 律,即它的振动图象(x-t图象)是一条 正弦 曲线的振动。 (2)特点:简谐运动是最简单、最基本的振动,其振动过 程关于 平衡位置 对称,是一种往复运动。
答案:(1)A (2)B
1.弹簧振子应满足的条件
(1)质量:弹簧质量比小球质量小得多,可以认为质 量只集中于振子(小球)上。 (2)体积:弹簧振子中与弹簧相连的小球的体积要足 够小,可以认为小球是一个质点。
(3)阻力:在振子振动过程中,忽略弹簧与小球受到
的各种阻力。
(4)弹性限度:振子从平衡位置拉开的最大位移在弹
3.简谐运动的速度
(1)物理意义:速度是描述振子在平衡位置附近振动快
慢的物理量。在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)上, 速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或 相反。 (2)特点:如图11-1-5所示为一简谐运动的模型,振
子在O点速度最大,在A、B两点速度为零。
图11-1-5
4.简谐运动的加速度 kx (1)计算方法:a=- m ,式中 m 表示振子的质量,k 表示 比例系数,x 表示振子距平衡位置的位移。 (2)特点:加速度大小呈线性变化,方向只在平衡位置发生 改变。 [名师点睛] 简谐运动中的位移、速度和加速度是彼此独
(3)简谐运动的图象:

高中物理 第十一章 机械振动 第2节 简谐运动的描述课件 新人教版选修3-4

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2.由简谐运动图象可获取的两种特性 (1)对称性 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,正向通过振 动过程中任意两点A、B的时间与逆向通过的时间相等. (2)周期性 做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能回复到原来的状态,因此在处理 实际问题时,要注意到多解的可能性.
1.对全振动的理解 (1)全振动的定义:振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程,叫作一次 全振动. (2)全振动的四个特征: ①物理量特征:位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同. ②时间特征:历时一个周期. ③路程特征:振幅的4倍. ④相位特征:增加2π.
2.简谐运动中振幅和几个物理量的关系 (1)振幅和振动系统的能量:对一个确定的振动系统来说,系统能量仅由振幅决定.振 幅越大,振动系统的能量越大. (2)振幅与位移:振动中的位移是矢量,振幅是标量.在数值上,振幅与振动物体的最 大位移相等,但在同一简谐运动中振幅是确定的,而位移随时间做周期性的变化.
(3)振幅与路程:振动中的路程是标量,是随时间不断增大的.其中常用的定量关系 是:一个周期内的路程为4倍振幅,半个周期内的路程为2倍振幅. (4)振幅与周期:在简谐运动中,一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的,与振 幅无关. [易错提醒] 1振幅大,振动物体的位移不一定大,但其最大位移一定大. 2求路程时,首先应明确振动过程经过了几个整数周期,再具体分析最后不到一周期 时间内的路程,两部分相加即为总路程.
解析:Δφ=(ωt+φB)-(ωt+φA)=φB-φA=
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高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动课件 新人教版选修3-4

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要点一 弹簧振子与简谐运动的运动特征 [探究导入] 如图所示,小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子,有时也把这样的小 球称作弹簧振子或简称振子.
(1)它们的运动有什么共同特征? 提示:两种振动有一个共同特点,振动时有一中心位置,小球在中心位置两侧做往 复运动. (2)弹簧振子在现实生活中真实存在吗?需要满足什么条件呢? 提示:不存在,是一种理想化模型.必须满足:不计阻力、弹簧的质量与小球相比可 以忽略.
物理观念:机械振动、简谐 运动 科学思维:弹簧振子模型的 构建 科学探究:用图象描绘运动
01 课前 自主梳理 02 课堂 合作探究 03随堂 演练达标 04课后 达标检测
一、弹簧振子
1.弹簧振子的构造 由__弹__簧____和__小__球____组成;弹簧的一端__固__定____,另一端与小球相连接;与小球的质 量相比,弹簧的质量可以___忽__略___,小球与杆间的摩擦也可以___忽__略___.
(2)位移的表示方法 以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某时刻振子偏 离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示.如若某一时刻振子在平衡 位置正方向一侧,离平衡位置2 cm,则可以表示为x=2 cm;若x=-8 cm,则表示振 子在平衡位置负方向一侧,距平衡位置8 cm.
[解析] (1)由振动图象知,t=0时,x=0,表示振子位于平衡位置,即O点,在0~1 s内,振动位移x>0,且逐渐增大,表示t=0时,振子沿正方向运动,即向右运动. (2)由图象知,振子离开平衡位置的最大距离为3 cm,则AB=6 cm. (3)t=1 s时,x=3 cm,振子位于B位置;在t=2 s时,x=0,振子位于平衡位置O 点;在t=3 s时,x=-3 cm,振子位于A位置. (4)在t=2 s时,x-t图象的斜率为负,表示向负方向运动,即向左运动,与t=0时速度 的方向相反. (5)在t=4 s时,振子又回到了平衡位置,故位移Δx=0,其路程为s=3cm×4=12 cm. [答案] (1)O点 右 (2)6 (3)B点 O点 A点 (4)相反 (5)0 12

高中物理 第11章 机械振动 第1节 简谐运动课件 新人教版选修3-4

高中物理 第11章 机械振动 第1节 简谐运动课件 新人教版选修3-4
解析:振子在A点和B点时的位移最大,由于取向右为正方向,所以振子运 动到A点有正向最大位移,在B点有负向最大位移,则t2时刻,振子在A点,t4时 刻,振子在B点,故选项A正确,选项B错误;振子的位移是以平衡位置为起点 ,所以在t1~t2和t3~t4时间内振子的位移都在增大,故选项C正确,选项D错误 。
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2.对简谐运动的位移、速度和加速度的理解 (1)简谐运动的位移 位移的表示方法:以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴, 规定正方向,则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐 标来表示。 (2)简谐运动的速度 ①物理含义:速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。在所建 立的坐标轴(也称“一维坐标系”)上,速度的正负号表示振子运动方向与坐标 轴的正方向相同或相反。 ②特点:如图所示为一简谐运动的模型,振子在A、B之间振动,则振子在 O点速度最大,在A、B两点速度为零。
时间的对称 速度的对称
TOB=tBO=tOA=tAO,tOD=tDO=tOC=tCO,tDB=tBD=tAC=tCA ①物体连续两次经过同一点(如 D 点)的速度大小相等,方向相反 ②物体经过关于 O 点对称的两点(如 C 点与 D 点)的速度大小相等, 方向可能相同,也可能相反
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①物体经过同一点(如C点)时,位移和加速度均相同
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简谐运动及其图象 1.简谐运动 (1)定义:如果质点的位移与时间的关系遵从__正__弦____函数的规律,即它的 振动图象(x-t图象)是一条__正__弦____曲线,这样的振动叫做简谐运动。 (2)特点:①简谐运动是最__基__本____、最___简__单___的振动。 ②简谐运动的位移随时间按正弦规律变化,所以它不是_匀__变__速___运动,是 变力作用下的_变__加__速___运动。

高中物理第十一章机械振动简谐运动目标导引素材新人教选修

高中物理第十一章机械振动简谐运动目标导引素材新人教选修

1 简谐运动一览众山小诱学·导入材料:以下是一些常见的现象:1.弹簧下端提一重物,用手向上托起重物一段距离后释放,重物上下往复运动;2.钟表中的钟摆的左右摆动;3.沿球形碗的边缘释放一个钢球,钢球的来回滚动.问题:这些运动是机械运动吗?这些运动有什么样的特征?导入:这些运动都是机械运动的特殊形式.这些运动形式都具有“共同的性质”,在自然界中存在非常广泛.本节就从这些现象中抽象出这种“共同性”,研究机械振动中最简单的形式——简谐运动.温故·知新1.你学到过哪些描述运动的图象?答:位移—时间图象;速度—时间图象.2.请说出下列两幅图象表示质点做直线运动的情况.答:图11-1-1说明质点先向正方向移动一段位移,然后反方向运动回到出发点,再向反方向运动一段距离,再向正方向运动回到出发点.图11-1-2说明质点向正方向先匀加速后匀减速运动.再向反方向匀加速后匀减速运动回到出发点.图11-1-1 图11-1-2高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1.如图甲所示的电路中,理想变压器原副线圈匝数比为10:1,A、V均为理想电表R为光敏电阻其阻值随光强增大而减小,和是两个完全相同的灯泡原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是A.电压u的频率为100HzB.电压表V的示数为C.当照射R的光强增大时电流表A的示数变大D.当的灯丝烧断后电压表V的示数会变大2.某段高速公路对载重货车设定的允许速度范围为50~80 km/h,而上坡时若货车达不到最小允许速度50 km/h,则必须走“爬坡车道”来避免危险,如图所示。

高中物理第11章机械振动第2节简谐运动的描述课件新人教版选修3

高中物理第11章机械振动第2节简谐运动的描述课件新人教版选修3
D 均错;t=0.2 s 时,振子在最大位移处,速度为零,C 正确。
核心素养提升
简谐运动的周期性
简谐运动具有重复性和周期性,要比较两个时刻 t1、t2 做简谐运动的质点的 振动情况,有以下规律。
1.若 t2-t1=nT,则 t1、t2 两时刻振动物体的运动情况完全相同。 2.若 t2-t1=nT+12T,则 t1、t2 两时刻物体的各矢量(x、F、a、v、……)均 大小相等,方向相反。
如图所示为A、B两个简谐运动的位移—时间图象。请根据图象写 出这两个简谐运动的表达式。
解题指导:要正确写出简谐运动的表达式,需明确振幅、圆频率 ω、初相位 φ。由图象或题意先得到周期 T,然后由 ω=2Tπ求出 ω。
解析:依据图象确定 A、B 两物体各自振动的振幅、周期,再结合简谐运动 的一般表达式即可求解。
2
课内互动探究
3
核心素养提升
4
课内课堂达标
5
课后课时作业
课前预习反馈
描述简谐运动的物理量
1.振幅 (1)定义:振动物体离开平衡位置的最__大__距__离__,用A表示,国际单位:m。 (2)物理意义:表示振动的__强__弱____,是标量。 2.全振动 (1)振子以相同的速度相继通过_同__一__位__置_所经历的过程,即一个完整的振动 过程。 (2)不管以哪里作为开始研究的起点,弹簧振子完成一次全振动的时间总是 _相__等_____的。
3.周期和频率 (1)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的__时__间____,用 T 表示,
国际单位: s。
(2)频率:单位时间内完成全振动1的__次__数____,用 f 表示,单位: Hz。 (3)周期 T 与频率 f 的关系:T=_f____ (4)物理意义:周期和频率都是表示物体_振__动__快__慢_______的物理量,周期越小, 频率__越__大____,表示物体振动越快。

高中物理第十一章机械振动5外力作用下的振动目标导引素材新人教版选修3-4(new)

高中物理第十一章机械振动5外力作用下的振动目标导引素材新人教版选修3-4(new)

5 外力作用下的振动一览众山小诱学·导入材料:据《天中记》一书记载,晋初(公元3世纪)时,京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次,人们十分惊恐.学者张华判断,这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。

后来把铜盘磨薄一些(改变固有频率),它就不再自鸣了。

1831年,一队骑兵整齐地通过曼彻斯特附近的一座便桥时,桥梁发生了断裂现象。

问题:为什么铜盘会在早晚发生自鸣?改变其固有频率为何就不再自鸣了?骑兵为何能使桥梁断裂?导入:皇宫早晚的钟声若与铜盘的固有频率相同,就会产生共鸣。

若改变其固有频率,就会使它们的频率不再相同,因此也就不会发生共鸣。

骑兵使桥梁断裂,也与骑兵的频率和桥梁的固有频率有关.温故·知新1。

什么是振幅?振幅有何物理意义?答:振动物体离开平衡位置的最大距离;表示振动强弱的物理量,振幅越大,表示振动越强。

对同一振动系统,振幅越大,表示振动系统的能量越大.2。

物体振动的周期和频率与哪些因素有关?答:物体振动的周期和频率,由振动系统本身的性质决定,与振幅无关。

尊敬的读者:本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来,本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对,但是难免会有不尽如人意之处,如有疏漏之处请指正,希望本文能为您解开疑惑,引发思考。

文中部分文字受到网友的关怀和支持,在此表示感谢!在往后的日子希望与大家共同进步,成长。

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高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动教案新人教选修

高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动教案新人教选修

第一节简谐运动教课方案说明本节课是一节物理知识和方法相联合, 理论研究和实验研究相联合的研究课。

知识层面主要从振动的定义、振动图像的获取、猜想和考证等方面睁开研究,这此中波及了理想化模型的思想、图像法、猜想和考证等物理研究中常用的思想方法,所以本节课知识系统的睁开和物理研究方法的睁开完整部是糅合在一同的。

理论研究重视学生思想能力,关于高中学生而言,比实验研究更具难度,所以本节课的理论研究是教师指引下的学生的研究,主要采纳了①与已有知识的对照和迁徙②层层递进的问题分解这两种方法来加以指引。

学生疏组活动的两个实验,一是用特别值法考证猜想,一是沙漏直接记录法获取x-t图,这两种方法都不是最精准的方法,而讲堂中却把最精准的频闪照片方法和位移传感器的记录和考证方法作为演示实验,这样做是为了给学生这样一种看法:科学研究不是遥不行及,不必定要借助很先进的工具和仪器,最简单易行的方法也是好方法。

整节课以方法为线索将学生的认知过程与探究过程加以链接,学生在学习物理知识的同时又学习了物理方法,体验提出问题——研究方法(思虑设计、类比迁徙)——应用方法(知识与方法的领悟)——解决问题(知识与方法的获取)的科学研究的一般过程。

教课目的:(一)知识与技术1、知道什么是弹簧振子,理解振动的均衡地点和位移。

2、知道弹簧振子的位移-时间图象,知道简谐运动及其图象。

(二)过程与方法经过对简谐运动图象的绘制,认识简谐运动的特色。

(三)感情、态度与价值观1、经过对简谐运动图象的绘制,培育仔细、谨慎、脚踏实地的科学态度。

2、从图象中认识简谐运动的规律,培育剖析问题的能力及审美能力(逐渐认识客观存在的简短美、对称美等)。

教课要点:理解简谐运动的位移-时间图象。

教课难点:依据简谐运动的图象弄清各时辰质点的位移、行程及运动方向。

教课方法:实验演示、议论与概括、推导与列表对照、多媒体模拟展现教课器具:一端固定的钢尺、单摆、音叉、小槌、水平弹簧振子、竖直弹簧振子、CAI 课件教课流程图开始引入课题振动的定义及均衡地点确立研究对象:弹簧振子(理想化模型)研究一:如何获取图像师生议论:如何得到时间轴师生议论:移的含义x-t 图位研究二:猜想和考证学生活动:特别值法考证猜想演示传感器获取图像正弦曲线拟合考证研究三:学致使用学生活:得沙漏的振像演示直接法的用堂小束教课程:(一)引入新在自然界中有一种很常的运,如微中枝的、心的跳、的、水中浮的上下浮、担物行走扁担的、声的振、地震大地的烈振⋯⋯,些物体的运称之机械振,称振。

高中物理 第十一章 机械振动(第2课时)简谐运动的描述教师用书 新人教版选修3-4-新人教版高二选修

高中物理 第十一章 机械振动(第2课时)简谐运动的描述教师用书 新人教版选修3-4-新人教版高二选修

第2课时简谐运动的描述研究学考·把握考情]知识内容简谐运动的描述考试要求加试c教学要求1.理解全振动的概念2.知道振幅、周期和频率的意义,掌握周期和频率的关系3.知道简谐运动的表达式,了解式中每个量的意义4.会用计算机观察声音的波形5.经历振动步调不一致的实验过程,体会“相位〞的意义6.能从振动图象或表达式中求出振幅、频率和周期7.对相位为零的情况,会根据振动图象写出表达式或根据表达式画出振动图象说明不要求理解“相位〞的概念知识点一描述简谐运动的物理量基础梳理]1. 振幅振动物体离开平衡位置的最大距离。

振幅的两倍表示的是振动物体运动X围的大小。

2.周期和频率(1)全振动:一个完整的振动过程,称为一次全振动。

振动物体完成一次全振动的时间总是相同的。

(2)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,叫做振动的周期,用T表示。

单位:在国际单位制中,周期的单位是秒(s)。

(3)频率:单位时间内完成全振动的次数,叫做振动的频率,用f表示。

单位:在国际单位制中,频率的单位是赫兹,简称赫,符号是Hz。

(4)周期和频率的关系:f=1 T(5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量,周期越小,频率越大,表示振动越快。

3.相位在物理学上,我们用不同的相位来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。

要 点 精 讲]要点1 对全振动的理解正确理解全振动的概念,应注意把握全振动的五种特征。

(1)振动特征:一个完整的振动过程。

(2)物理量特征:位移(x )、速度(v )第一次同时与初始状态相同。

(3)时间特征:历时一个周期。

(4)路程特征:振幅的4倍。

(5)相位特征:增加2π[例1] 如图1所示,弹簧振子在AB 间做简谐运动,O 为平衡位置,A 、B 间距离是20 cm ,从A 到B 运动时间是2 s ,那么( )图1A .从O →B →O 振子做了一次全振动 B .振动周期为2 s ,振幅是10 cmC .从B 开始经过6 s ,振子通过的路程是60 cmD .从O 开始经过3 s ,振子处在平衡位置解析 振子从O →B →O 只完成半个全振动,A 错误;从A →B 振子也只是半个全振动,半个全振动是2 s ,所以振动周期是4 s ,B 错误;t =6 s =112T ,所以振子经过的路程为4A +2A =6A =60 cm ,C 正确;从O 开始经过3 s ,振子处在最大位移处A 或B ,D 错误。

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2 简谐运动的描述一览众山小诱学·导入材料:将弹簧上端固定,下端悬吊钢球,旁边立一刻度尺,把钢球从平衡位置向下拉下一段距离,放手让其运动,仔细观察我们会发现尽管振子对平衡位置的位移随时间变化时大时小,做周期性变化,但是小球偏离平衡位置的最大距离由刻度尺上可以看出是相同的.如图11-2-1所示.图11-2-1问题:试用描述运动的基本物理量(如时间、位移、路程)描述这个运动,然后想一想,有没有描述出这种运动的一些更突出的特征?导入:钢球的运动位移随时间周期性往复变化,但钢球上下振动的范围,球的周期性等振动特有特征,不易表征出来.本节将引出描述振动的几个物理量振幅、周期(频率)、相位,并用数学函数表达式对该运动进行描述.温故·知新1.在数学中正弦函数的表达式是什么?答:y=Asin (ωx+φ).2.匀速圆周运动是一种周期性的运动,那么是用什么物理量描述这种周期性的?答:周期(T )、频率(f );二者关系是f=T1.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1.下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中正确的是()A.控制变量法是科学探究两个量关系的重要方法B.牛顿通过大量实验验证得出了牛顿第一定律C.伽利略利用理想斜面实验和逻辑推理证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速运动D.法拉第发现电流的磁效应与他坚信电和磁之间一定存在联系的哲学思想是分不开的2.关于近代物理学的结论中,下面叙述中正确的是( )A.氢原子从n=6跃迁至n=2能级时辐射出频率ν1的光子,从n=5跃迁至n=2能级时辐射出频率ν2的光子,频率为ν1的光子的动量较大B.已知铀238的半衰期为4.5×109年,地球的年龄约为45亿年,则现在地球上存有的铀238原子数量约为地球形成时铀238原子数量的四分之一C.β衰变能释放出电子说明了原子核中有电子D.在核反应中,质量守恒、电荷数守恒3.二十一世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试,某次新能源汽车性能测试中,图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化关系,但由于机械故障,速度传感器只传回了第20s以后的数据,如图乙所示,已知汽车质量为1500kg,若测试平台是水平的,且汽车由静止开始直线运动,设汽车所受阻力恒定,由分析可得( )A.由图甲可得汽车所受阻力为1000NB.20s末的汽车的速度为26m/sC.由图乙可得20s后汽车才开始匀速运动D.前20s内汽车的位移为426m4.如图所示,空间有匀强电场(图中未画出)和水平匀强磁场,与磁场垂直的竖直面内,有一带电小球从M沿直线运动到N,MN与水平方向夹角为α,下列说法可能正确的是A.小球一定带负电B.小球所受电场力大小与重力大小相等C.电场方向沿竖直方向D.从M到N过程中,小球克服电场力做功5.如图所示,水平地面上有一个半球体A.现在A与竖直墙之间放一完全相同的半球体B,不计一切摩擦,将A缓慢向左移动(B未与地面接触),则在此过程中A对B的弹力F1、墙对B的弹力F2A.F1变小、F2变小B.F1变小、F2变大C.F1变大、F2变大D.F1变大、F2变小6.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。

当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。

现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是A. I1增大,I2不变,U增大B. I1减小,I2增大,U减小C. I1增大,I2减小,U增大D. I1减小,I2不变,U减小二、多项选择题7.如图所示,是一定质量的理想气体状态变化的过程中密度ρ随热力学温度T变化的曲线,由图线可知________A.A、B、C三个状态中,C点的内能最小B.A→B过程中气体一定从外界吸热C.B→C过程中气体对外做功,压强减小D.C→B过程中气体的内能增大,气体一定从外界吸热E.A→C过程中气体对外做功,气体一定从外界吸热8.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,m A=1kg,m B=2kg,v A=6m/s,v B=2m/s.当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是()A.v A′=5 m/s,v B′=2.5 m/sB.v A′=2 m/s,v B′=4 m/sC.v A′=1 m/s,v B′=4.5 m/sD.v A′=7 m/s,v B′=1.5 m/s9.质量为、带电荷量为+q的小金属块A以初速度从光滑绝缘高台上水平飞出.已知在足够高的高台边缘右侧空间中存在水平向左的匀强电场,场强大小.下列说法正确的是()A.金属块不一定会与高台边缘相碰B.金属块一定会与高台边缘相碰,相碰前金属块在做匀变速运动C.金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为D.金属块运动过程中的最小速度为10.如图所示,质量为m的木块在水平向右拉力F的作用下,在质量为M的长木板上向右滑行,长木板处于静止状态。

已如木块与长木板间的动摩擦因数为,长木板与地面间的动摩擦因数为,则()A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是B.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是C.一定小于D.无论怎样改变F的大小,长木板都不可能运动三、实验题11.如图为“验证力的平行四边形定则”的实验,将贴有白纸的木板竖直固定放置,三个细绳套L1、L2、L3一端共系于同一结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上,弹簧测力计A的另一端挂于固定点P,手持弹簧测力计B拉动细绳,使结点静止于O点。

(1)某次实验中,弹簧测力计A的指针位置如图所示,其读数为_____N;(2)实验时要读出弹簧测力计A、B的示数,还要在白纸上记录O点的位置和L1、L2、L3的________;(3)下列实验要求中必要的是_______________。

A.弹簧测力计需要在实验前进行校零B.多次实验时弹簧测力计B始终保持水平C.多次实验时结点必须在同一点D.需要测量重物M的重力12.如图所示,矩形区域MNPQ内有电场强度为水平向右的匀强电场,虚线框外为真空区域。

半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内,直径AB垂直于水平虚线MN,圆心O恰在MN的中点,半圆管的一半处于电场中。

一质量为m,可视为质点的带正电,电荷量为q的小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内,小球从B点穿出后,能够通过B点正下方的C点。

重力加速度为g。

求:小球在到达B点时,半圆轨道对它作用力的大小;两点的距离。

四、解答题13.电荷的定向移动形成电流,电流是物理量中的基本量之一。

电流载体称为载流子,大自然有很多种承载电荷的载流子,例如,金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子,半导体中的空穴,这些载流子的定向移动,都可形成电流。

(1)电子绕氢原子核做圆周运动时,可等效为环形电流,已知静电力常量为k,电子的电荷量为e,质量为m,电子在半径为r的轨道上做圆周运动。

试计算电子绕氢原子核在该轨道上做圆周运动形成的等效电流大小;(2)如图,AD表示一段粗细均匀的一段导体,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷所带的电荷量为e.试证明导体中电流强度I=nesv;(3)有一圆柱形的纯净半导体硅,其横截面积为2.5cm2,通有电流2mA时,其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5m/s,空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s。

已知硅的密度2.4×103kg/m3,摩尔质量是28。

电子的电荷量e=-1.6×10-19C,空穴和电子总是成对出现,它们所带电荷量相等,但电性相反,阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023mol-1。

若一个硅原子至多只释放一个自由电子,试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子?14.用电磁场可以控制带电粒子的运动,使之到达指定的位置。

己知空间中电磁场分布如图所示,上半部分是电场强度为E的匀强电场,下半部分是磁感应强度为B的匀强磁场,电场与磁场的分界面为水平面,电场方向与界面垂直向上,磁场方向垂直纸面指向里。

位于电场一侧距界面为h的P点可以释放出带电粒子,O点是P点至界面垂线的垂足,D点位于纸面上O点的右侧,OD与磁场B的方向垂直,如图所示。

己知带电粒子质量为m,且带有电荷量-q( q>0),重力不计。

(1)该带电粒子自P点以初速度v p水平向右飞出,经过D点,然后历经磁场一次自行回至P点。

试求OD 两点间距离d以及相应的v p。

(2)若OD两点间距离d为已知,且该带电粒子从P点以初速度v0水平向右飞出后,在以后的运动过程中能经过D点,试讨论初速度v0的取值情况。

【参考答案】一、单项选择题二、多项选择题7.BCE8.BC9.BD10.AD三、实验题11.00N 三条细线的方向 AD12.(1)(2)四、解答题13.(1)(2)见解析(3)1×10514.(1),;(2)高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1.如图所示,将平行板电容器两极板分别与电池的正、负极相接,两板间一带电微粒恰好处于静止状态,现将下极板向上平移一小段距离,则在此过程中下列说法中正确的是( )A.电容器的带电荷量变大B.电路中有顺时针方向的短暂电流C.带电微粒仍将静止D.带电微粒将向下做加速运动2.如图所示,带电粒子被加速电场加速后,进入相互正交的匀强磁场和匀强电场中,再通过狭缝进入磁感应强度为的匀强磁场中,最后打在板之间.下列表述正确的是A.图中的粒子一定带负电B.磁场B的方向垂直纸面向内C.能通过狭缝的带电粒子的速率是唯一的D.粒子打在板上的位置越靠近狭缝,粒子的电荷量与质量比越小3.某同学用粗细均匀的同一种导线制成“9”字形线框,放在有理想边界的匀强磁场旁,磁感应强度为B,如图甲所示已知磁场的宽度为2d,,导线框从紧靠磁场的左边界以速度v向x轴的正方向匀速运动,设在图乙中最能体现be两点间的电压随坐标x变化关系的图象是A.B.C.D.4.如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1上绕地球运动,近地点Q到地心O的距离为a远地点P到地心O的距离为b,在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g。

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