2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第1讲 机械振动.docxVIP

第1讲机械振动

学习目标1.认识简谐运动,理解简谐运动的表达式和图像。2.知道单摆,理解并熟记单摆的周期公式。3.认识受迫振动,了解产生共振的条件及其应用。

考点一简谐运动的规律

1.简谐运动

(1)定义:如果物体的位移与的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动就叫作简谐运动。?

(2)条件:物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成,并且总是指向。?

(3)平衡位置:平衡位置是物体在振动过程中为零的位置,并不一定是为零的位置。?

(4)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某个力的。?

(5)简谐运动的特征

①动力学特征:F=。?

②运动学特征:x、v、a均按正弦或余弦规律发生变化(注意v、a的变化趋势相反)。?

③能量特征:系统的机械能,振幅A。?

2.描述简谐运动的物理量

物理量

定义

意义

位移

由指向质点的有向线段?

描述质点振动中某时刻的位置相对于的位移?

振幅

振动物体离开平衡位置的?

描述振动的和能量?

周期

振动物体完成一次所需的时间?

描述振动的,两者互为倒数:T=?

频率

振动物体内完成全振动的次数?

判断正误

1.简谐运动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。()

4.振动物体经过半个周期,路程等于2倍振幅;经过14个周期,路程等于振幅。(

角度简谐运动基本物理量的分析

例1如图所示,小球在BC之间做简谐运动,当小球位于O点时,弹簧处于原长,在小球从C点运动到O点的过程中()

A.动能不断增大,加速度不断减小

B.回复力不断增大,系统机械能守恒

C.弹性势能不断减小,加速度不断增大

D.弹性势能不断增大,加速度不断减小

角度简谐运动的周期性与对称性

例2一弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当t=0时刻,振子经过O点,t1=0.4s时,第一次到达M点,t2=0.5s时振子第二次到达M点,则弹簧振子的周期可能为()

A.0.6s B.1.2s C.2.0s D.2.6s

总结提升 简谐运动的周期性与对称性

周期性

做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化,变化周期就是简谐运动的周期T;动能和势能也随时间做周期性变化,其变化周期为T

对称性

(1)如图所示,

做简谐运动的物体经过关于平衡位置O点对称的两点P、P(OP=OP)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

(2)物体由P到O所用的时间等于由O到P所用的时间,即tPO=tOP

(3)物体往复运动过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等,即tOP=tPO

(4)相隔T2或(2n+1)T2(n为正整数)的两个时刻,

考点二简谐运动的表达式和图像

1.简谐运动的表达式

x=,其中A代表振幅,ω=2πf代表简谐运动的快慢,(ωt+φ0)代表简谐运动的相位,φ0叫作初相位或。?

2.简谐运动的振动图像

(1)从开始计时,函数表达式为x=Asinωt,图像如图甲所示。?

(2)从处开始计时,函数表达式为x=Acosωt,图像如图乙所示。?

判断正误

质点做简谐运动的图像如图,判断下列说法的正误

(1)4s时质点的速度为0。()

(2)10s时质点的位移为-5cm。()

(3)前10s内质点通过的路程为50cm。()

(4)5s时质点的速度方向为沿x轴正方向。()

(5)质点的振动方程为x=5sinπ2tcm。(

例3质点A做简谐运动的位移—时间关系式为xA=4sin(50t-0.5π)m,质点B做简谐运动的位移—时间关系式为xB=4sin(50t+0.3π)m,下列说法正确的是()

A.A的相位比B的相位总滞后0.2π

B.A、B的振动频率均为50π

C.t=0时,A的加速度沿负方向最大

D.t=7π500s时,B

听课笔记??

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