2026届高考物理一轮复习课件：第八章　第1讲　机械振动.pptx

第八章;;;;简谐运动的基本特征;必|备|知|识

1.简谐运动。

(1)两种描述：①运动学描述：物体的位移与时间的关系满足x=

；②动力学描述：回复力与位移的关系满足F=。

(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为的位置。

(3)回复力：方向指向，属于效果力，来源可以是某一个力，也可能是几个力的合力，或某个力的分力。

(4)简谐运动的两种模型：弹簧振子和单摆。;2.简谐运动的特点。;?;关|键|能|力

简谐运动的周期性和对称性。;;小球从C运动到O的过程中，速度不断增加，则小球的动量不断增大，A项正确；小球从C运动到O的过程中，位移减小，则回复力减小，则小球的加速度不断减小，B项错误；小球从C运动到O的过程中，位移减小，但是小球的振幅是定值，C项错误；小球从C运动到O的过程中，弹簧的弹力对小球做正功，则小球的机械能增加，D项错误。;;?;简谐运动的表达式和图像;关|键|能|力

1.简谐运动的数学表达式：x=Asin(ωt+φ)。

2.根据简谐运动图像可获取的信息。

(1)可以确定振动物体在任一时刻的位移。

(2)确定振动的振幅A和周期T。

(3)确定各时刻质点的振动方向。判断方法：振动方向可以根据下一时刻位移的变化来判定。下一时刻位移若增加，质点的振动方向是远离平衡位置；下一时刻位移如果减小，质点的振动方向指向平衡位置。;(4)比较各时刻质点的加速度(回复力)的大小和方向。;?;?;【典例4】(2024·甘肃卷)如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是()

A.摆长为1.6m，起始时刻速度最大

B.摆长为2.5m，起始时刻速度为零

C.摆长为1.6m，A、C点的速度相同

D.摆长为2.5m，A、B点的速度相同;?;单摆;必|备|知|识

1.定义：如果细线的长度不可改变，细线的质量与小球相比可以忽略,球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置叫作单摆(如图)。;2.视为简谐运动的条件：θ5°。

3.回复力：F=mgsinθ。

4.周期公式：T=。

(1)l为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离。

(2)g为当地重力加速度。

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，与振幅和摆球质量无关。;(1)单摆的振动周期由摆球质量和摆角共同决定()

(2)当单摆的摆球通过最低点位置时，速度最大，加速度为零()

(3)摆钟移到天和核心舱内将无法用来计时();?;?;;?;;?;?;类单摆模型问题

1.类单摆模型。

(1)等效摆长：等效摆长l不再是悬点到摆球球心的距离，而是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，摆动圆弧的圆心即为等效单摆的悬点。如图甲，小球(半径r?R)在光滑圆弧轨道内摆动可视为单摆,;等效摆长l=R。如图乙，等长的两根细线悬吊小球在垂直纸面的竖直平面内摆动，等效摆长l=lcosθ。;?;受迫振动和共振;必|备|知|识

1.受迫振动。

(1)概念：系统在驱动力作用下的振动。

(2)振动特征：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。

2.共振。

(1)概念：当驱动力的频率等于固有频率时，物体做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。;(1)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率有关()

(2)驱动力的频率越接近振动系统的固有频率，其振幅越大();关|键|能|力

简谐运动、受迫振动和共振的比较。;【典例7】(2025·沈阳模拟)为了提高坚果的采

摘率和工作效率，同时提高生产安全系数，工程

技术人员发明了一种果树振动采摘器，将采摘器

套在树干上，树振动使得树上的坚果落下。下列

说法正确的是()

A.针对不同树木，采摘器振动频率最大时坚果采摘效果最好

B.稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与采摘器的振动频率相同

C.采摘器对不同粗细树干振动结束后，树干的振动频率相同

D.随着采摘器频率的增加，树干振动的幅度一定增大;根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时落果效果最好，而不同的树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，随着采摘器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，A、D两项错误；树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细的树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同