2022届高考物理大一轮复习设计：第14章机械振动、机械波、光1 (1).docVIP

精品 Word 可修改 欢迎下载 必威体育精装版 精品 Word 欢迎下载 可修改 精品 Word 可修改 欢迎下载 第1节　机械振动 一、简谐运动 1．概念：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． 2．简谐运动的表达式 (1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反． (2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，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叫做初相． 3．回复力 (1)定义：使物体返回到平衡位置的力． (2)方向：时刻指向平衡位置． (3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力． 4．描述简谐运动的物理量 物理量 定义 意义 振幅 振动质点离开平衡位置的最大距离 描述振动的强弱 周期 振动物体完成一次全振动所需时间 描述振动的快慢，两者互为倒数：T＝eq \f(1,f) 频率 振动物体单位时间内完成全振动的次数 相位 ωt＋φ 描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态 二、简谐运动的图象 1．物理意义：表示振子的位移随时间变化的规律，为正弦(或余弦)曲线． 2．简谐运动的图象 (1)从平衡位置开始计时，把开始运动的方向规定为正方向，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图甲所示． (2)从正的最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acos_ωt，图象如图乙所示． 三、单摆 1．定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量都不计，球的直径比线短得多，这样的装置叫做单摆． 2．视为简谐运动的条件：θ5°. 3．回复力：F＝G2＝Gsin θ＝eq \f(mg,l)x 4．周期公式：T＝2πeq \r(\f(l,g)). 5．单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子(小球)质量都没有关系． 四、受迫振动及共振 1．受迫振动 (1)概念：物体在周期性驱动力作用下的振动． (2)振动特征：受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关． 2．共振 (1)概念：当驱动力的频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大的现象． (2)共振的条件：驱动力的频率等于固有频率． (3)共振的特征：共振时振幅最大． (4)共振曲线(如图所示)． f＝f0时，A＝Am.f与f0差别越大，物体做受迫振动的振幅越小． [自我诊断] 1．判断正误 (1)简谐运动是匀变速运动．(×) (2)周期、频率和振幅都是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量．(×) (3)振幅就是简谐运动物体的位移．(×) (4)简谐运动的回复力可以是恒力．(×) (5)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关．(√) (6)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹．(×) 2．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　) A．位移　 B．速度 C．加速度 D．回复力 解析：选B.做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，速度的大小相等，但方向不一定相同，所以可能不同的物理量是速度，选项B正确． 3．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为(　　) 解析：选A.当弹簧振子在MN之间运动时，M、N为振动的最远点，OM、ON的距离为振幅，从N点计时粒子距O点最远，ON为正方向，A正确，B、C、D错误． 4．(多选)如右图所示，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．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 解析：选ACD.A振动后，水平细绳上驱动力的周期TA＝2πeq \r(\f(lA,g))，迫使B、C做受迫振动，受迫振动的频率等于施加的驱动力的频率，所以TA＝TB＝TC，A、D正确；而TC固＝2πeq \r(\f(lC,g))＝TA，TB固＝2πeq \r(\f(lB,g))＞TA，故C共振，B不共振，C的振幅比B的振幅大，B错误、C正确． 5．一个质点在平衡位置O点附近做机械振动．若从O点开始计时，经过3 s质点第一次经过M点(如图所示)；再继续运动，又经过2 s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点还需要的时间是________或________． 解析：若质点从O点开始向右运动，则tOM＝3 s，tMb＝2×eq \f(1,2) s＝1 s，则有T＝16 s，解得第三次回到M还需要14 s. 若质点从O点开始向左运动，tMb＝1 s，tOaM＝3 s，又由tOaM＝eq \f(3,4)T－tMb，得T＝eq \f(16,3) s，tOM＝eq \f(1,3