2015年高考物理一轮复习 选修3-4 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第1讲 机械振动.ppt

第1讲　机械振动 1．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)简谐运动的特征 ①动力学特征：F回＝ . ②运动学特征：x、v、a均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意v、a的变化趋势相反)． ③能量特征：系统的机械能守恒，振幅A不变． 2．简谐运动的两种模型 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量． (　　) (2)振幅等于振子运动轨迹的长度． (　　) (3)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能为零． (　　) (4)振动物体在平衡位置时所处的状态一定是平衡状态． (　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 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，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做 ． 2．简谐运动的图象 (1)从 开始计时，函数表达式为x＝Asin ωt，图象如图1－1甲所示． (2)从 开始计时，函数表达式为x＝Acos ωt，图象如图1－1乙所示. 1.自由振动、受迫振动和共振的比较 2.共振曲线 如图1－2所示，横坐标为驱动力频率f驱，纵坐标为振幅A.它直观地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响，由图可知，f驱与f固越接近，振幅A越大，当f驱＝f固时，振幅A最大． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)由图象可以判定物体做简谐运动速度、加速度的方向． (　　) (2)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹． (　　) (3)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关． (　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 1．关于振幅的各种说法中，正确的是 (　　)． A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离 B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅 C．振幅等于振子运动轨迹的长度 D．振幅越大，表示振动越强，周期越长 解析　振幅是振子离开平衡位置的最大距离，它是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振动越强，但振幅的大小与周期无关． 答案　A 2．对于做简谐运动的质点，下列说法中正确的是(　　)． A．速度大小改变，动能改变 B．速度大小改变，动能不变 C．速度大小不变，动能改变 D．动能、速度大小都不变 解析　做简谐运动的质点，从平衡位置向最大位移运动的过程中，速度大小逐渐减小，动能逐渐减小；从最大位移向平衡位置运动的过程中，速度大小逐渐增大，动能逐渐增大． 答案　A 3．如图1－3所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从B到C的运动时间是1 s，则下列说法正确的是 (　　)． A．振子从B经O到C完成一次全振动 B．振动周期是1 s，振幅是10 cm C．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cm D．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm 解析　振子从B→O→C仅完成了半次全振动，所以周期T＝2×1 s＝2 s，振幅A＝BO＝5 cm. 弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4A＝20 cm，所以两次全振动中通过路程为40 cm,3 s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30 cm. 答案　D 答案　AD 5．如图1－4所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是 (　　)． A．只有A、C振动周期相等 B．C的振幅比B的振幅小 C．C的振幅比B的振幅大 D．A、B、C的振动周期相等 答案　CD 6．一质点做简谐运动的振动图象如图1－5所示， (1)该质点振动的振幅是________ cm，周期是________ s，初相是________． (2)写出该质点做简谐运动的表达式，并求出当t＝1 s时质点的位移． 1．五个概念 (1)回复力：使振动物体返回平衡位置的力． (2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置． (3)位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量． (4)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，表示振动的强弱，是标量． 3．简谐运动的对称性 (1)如图1－6所示，振子经过关于平衡位置O对称(OP＝OP′)的两点P、P′时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．