高二物理第五讲.doc

第五讲 简谐运动及其描述知识要点1机械振动的定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动2回复力的概念：振子所受到的迫使它回到平衡位置的力 注意：回复力是根据力的效果来命名的，可以是各种性质的力，也可以是几个力的合力或某个力的分力3简谐运动概念：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动 特征是：Fkx，akxm(特例：弹簧振子)4弹簧的的弹力：遵守胡克定律即弹簧发生弹性形变时，弹力的大小f跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比公式为fkx，其中xl后l原或xl原l后，k为弹簧的劲度系数，简称劲度5简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律 (1)振动中的位移x都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置、大小为这两位置间的直线距离，在两个“端点”最大，在平衡位置为零 (2)加速度a的变化与F回的变化是一致的，在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置(3)速度大小v与加速度a的变化恰好相反，在两个“端点”为零，在平衡位里最大除两个“端点”外任一个位置的速度方向都有两种可能6振幅A的概念：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅它是描述振动强弱的物理量7周期和频率的概念：振动的物体完成一次全振动所需的时间称为振动周期，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹(Hz)周期和频率都是描述振动快慢的物理量 注意：全振动是指物体先后两次运动状态(位移和速度)完全相同所经历的过程振动物体在一个全振动过程通过的路程等于4个振幅8周期和频率的关系：T9简谐运动的表达式：例1 一弹簧振子作简谐运动，则下列说法正确的有： A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值； B振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大； C振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同； D振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度和位移一定相同例2 弹簧振子在AA间作简谐运动，O为平衡位置，AA间距离是 10cm，AA运动时间是1s，则(如图1) A从OAO振子作了一次全振动；图1 B振动周期是1s，振幅是10cm； C经过两次全振动，通过的路程是20Cm； D从A开始经过3 s，振子通过的路程是30cm 例3 某质点做简谐运动，先后以同样的速度通过相距l的a、b两点(如图2所示)，用的时间是1s过b点后再经1s以相反方向的速度(相同的速率)再次通过b点，则该质点图2作简谐运动的周期T_针对训练1、关于质点做简谐运动，下列说法中可能存在的是： A在某一时刻，它的动量和回复力的方向相同，与位移的方向相反； B在某一时刻，它的动量、位移和加速度的方向都相同； C在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大； D在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小2、一弹簧振子在振动过程中的某段时间内其加速度越来越大，则在这段时间内，关于振子的运动情况，下列说法正确的是： A振子的速度越来越大 B振子正向平衡位置运动； C振子的速度方向与加速度方向一致 D振子的位移越来越大3、作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是： A速度； B位移； C回复力； D加速度4、简谐运动是下列哪一种运动： A匀变速运动； B匀速直线运动； C变加速运动； D匀加速直线运动5、在水平方向上振动的弹簧振子如图3所示，则振子的受力情况是：图3 A重力、支持力和弹簧的弹力； B重力、支持力、弹簧的弹力和回复力； C重力、支持力和回复力； D重力、支持力、摩擦力和回复力6、如图4所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则： AAO位移为负值，速度为正值； BOA时，位移为正值，加速度为负值；图4 CAO时，位移为负值，速度为负值； DOA时，位移为负值，加速度为正值 7、如图5所示，弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动力，O为平衡位置，A、B为其最大位移处，当振子经过P点时开始计时，即t0则下述说法中正确的是： A当振子的速度再次与0时刻相同时，则弹簧振子经过的时间一定是一个周期； B当振子第二次通过P点时，振子的速度一定与0时刻的速度相同；图5 C当振子经过P点时，其加速度与速度均与0时刻相同； D当振子经过P点时，其加速度与0时刻相同，而速度不一定相同8、如图6，弹簧振子以O为平衡位置在AA间振动，AA5 cm振子由OA所需时间是0.1s，则： A振幅是2.5cm； B振动周期是0.2s；图6 C经3个全振动，振子通过的路程是30cm； D不论从那个位置开始振动，经两个全振动，振子的位移都是零9、一弹簧振子完成一次全振动所用的时间为2.4s，当它从平衡位置开始向右运动1.9s时，其运动情况是： A向右减速； B向右加速； C向左减速； D向左加速10、弹簧振子的振幅增大到原来的2倍时(未超过弹性限度)，下列说法中正确的是： A周期不变 B周期增大到原来的2倍； C周期增大到原来的4倍 D周期减小到原的 11、甲、乙两个物体作简谐运动，甲振动20次时，乙振动了40次，则甲、乙振动周期之比是多少？若甲的振幅增大了2倍而乙振幅不变，则甲、乙周期之比又是多少？ 12、一物体做简谐运动，物体通过A点时的速度为v，经1s后物体第一次以速度v通过B点，再经过1s物体紧接着又通过B点已知物体在2s内所走的总路程为12cm，则该简谐运动的周期和振幅分别为多少？ 13、一个在竖直方向振动的弹簧振子，其周期为T，当振子由平衡位置O向上运动时，处在与平衡位置O在同一水平线上的另一小球恰以某速度V0开始竖直上抛求当v0多大时，振子和小球由振动的平