【三年高考两年模拟】2017年高考物理新课标一轮复习课件:第13章 第1讲 机械振动
35页1、课标版 物理,第1讲 机械振动,一、简谐运动 1.定义:物体在跟位移大小成正比并且总是指向 的回复力 作用下的振动。 2.平衡位置:物体在振动过程中 为零的位置。 3.回复力 (1)定义:使物体返回到 的力。 (2)方向:总是指向 。 (3)来源:属于 力,可以是某一个力,也可以是几个力的 或是某个力的 。,平衡位置,回复力,平衡位置,平衡位置,合力,分力,效果,4.简谐运动的两种模型,弹力,重力,原长,自测1 (辨析题) (1)简谐运动中的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。 ( ) (2)做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、速度、加速度、位移都是 相同的。 ( ) (3)做简谐运动的质点,速度增大时,其加速度一定减小。 ( ) 答案 (1) (2) (3),自测2 某单摆由1 m长的摆线连接一个直径2 cm的铁球组成,关于单摆周 期,以下说法正确的是 ( ) A.用等大的铜球替代铁球,单摆的周期不变 B.用大球替代小球,单摆的周期不变 C.摆角从5改为3,单摆的周期会变小 D.将单摆从赤道移到北极,单摆的周期会变大 答案 A 根据单摆周期公式和单摆简谐运动的等时性可知,用等大的
2、铜 球替代铁球,单摆的周期不变;摆角从5改为3,单摆的周期不变;用大球替 代小球,摆长增大,单摆的周期增大,将单摆从赤道移到北极,重力加速度增 大,单摆的周期会变小,A正确,B、C、D错误。,二、简谐运动的公式和图像 1.简谐运动的表达式 (1)动力学表达式:F= ,其中“-”表示回复力与位移的方向相反。 (2)运动学表达式:x= ,其中A代表振幅,=2f表示简谐运 动的快慢,(t+)代表简谐运动的相位,叫做 。 2.简谐运动的图像 (1)从 开始计时,函数表达式为x=A sin t,图像如图甲所示。 (2)从 开始计时,函数表达式为x=A cos t,图像如图乙所示。,-kx,A sin (t+),初相,平衡位置,最大位移处,自测3 (多选)如图所示为一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像,由图可 以推断,振动系统 ( ) A.t1和t3时刻具有相等的动能和相同的加速度 B.t3和t4时刻具有相同的速度 C.t4和t6时刻具有相同的位移和速度 D.t1和t6时刻具有相等的动能和相反方向的速度 答案 AB 由图像可知,t1、t3两时刻振子位于同一位置(位移相等),t4、t6,两时刻振子位于
3、同一位置,并且上述两位置关于平衡位置对称,据此可得,t 1、t3时刻动能相等,加速度相同,故A正确;t3、t4时刻振子向同一方向振动,其 速度相同,B正确;t4、t6时刻速度方向相反,C错误;t1、t6时刻速度大小相等, 方向相同,D错误。,三、受迫振动和共振 1.受迫振动 (1)概念:系统在 的外力(驱动力)作用下的振动。 (2)振动特征:受迫振动的频率等于 的频率,与系统的固有频 率无关。 2.共振 (1)概念:驱动力的频率等于系统的 时,受迫振动的振幅最 大的现象。 (2)共振条件:驱动力的频率等于系统的 。 (3)特征:共振时 最大。 (4)共振曲线:如图所示。,周期性,驱动力,固有频率,固有频率,振幅,A.做受迫振动的物体达到稳定后,其振动的频率一定等于驱动力的频率 B.做受迫振动的物体达到稳定后,周期一定等于驱动力的周期 C.做受迫振动的物体达到稳定后,振幅与驱动力的周期无关 D.做受迫振动的物体达到稳定后,振幅与驱动力的大小无关 答案 AB 物体做受迫振动稳定后,其振动频率(周期)等于驱动力的频 率(周期),而和固有频率(周期)无关,A、B正确;当驱动力的周期和固有周期
4、越接近,振动的振幅越大,C不正确;驱动力大,做功多,转化的能量多,振幅大, D错误。,自测4 (多选)受迫振动是在周期性驱动力作用下的振动,关于它的驱动力 与振动的关系,下面说法正确的是 ( ),考点一 简谐运动的特征,典例1 (2015江西吉安白鹭洲中学月考)一弹簧振子做简谐运动,周期为T ( ) A.若t和(t+t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相同,则t一定是 的 整数倍 B.若t和(t+t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反,则t一定是 的整 数倍 C.若t=T,则t和(t+t)时刻振子运动的加速度一定相等 D.若t= ,则t和(t+t)时刻弹簧的长度一定相等,答案 C 设弹簧振子的振动图像如图所示。A、B两点的速度大小相 等、方向相同,但A、B两点的时间间隔t (n=1,2,3,),A错误;A、B两 点的位移大小相等、方向相反,但t (n=1,2,3,),B错误;A、C两点的 时间间隔t= ,A点与C点位移大小相等、方向相反,在A点弹簧是伸长的, 在C点弹簧是压缩的,所以在A、C两点弹簧的形变量大小相同,而弹簧的长 度不相等,D错误。,(1)由于简谐运动具有周期性、往复性
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