第四章C.机械的振动

1、辅导科目：物理年级：高一课题机械振动教学目标教学重点、难点教学内容简谐运动学习目标：1. 知道什么是机械运动。2. 知道简谐运动的受力特点以与F=-kx公式的物理意义。3. 理解简谐运动的定义。4. 知道简谐运动中位移、速度、加速度、回复力、动能、势能在一次振动中的变化规律，用运动学和动力学的观点来分析弹簧振子的运动。【知识点1】知道机械振动1 .定义：2平衡位置：3. 回复力：【知识点2】知道简谐运动1 .定义：。2. 振动过程分析干葫帳动振子的运动AAt OOCT aa/A't cCT a位移的 方向、大小回复力的 方向、大小加速度的 方向、大小速度的 方向、大小3. 简谐运动的力

2、学特征1受力特征：F= kx式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是常数。简谐运动的动力学特征是判断 物体是否为简谐运动的依据。2运动学特征：a= k/m x加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总 指向平衡位置。简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。简谐运动的运动学特征 也可用来判断物体是否为简谐运动。3对k的理解：对一般简谐运动，k是一个比例常数，不同的简谐运动，k值不同，k是由振动系统本身结构决定的物理量。在弹簧振子中，k是弹簧的劲度系数。4说明：a简谐振动是最简单的、最根本的机械振动，是一种理想化的运动模型b判断一个振动是否为简谐运

3、动的依据是看该振动是否满足上述受力特征或运动特征c简谐运动中涉与的位移、速率、加速度的参考点都是平衡位置d简谐运动是一种变加速运动4. 简谐运动的对称性做简谐振动的物体，在通过以平衡位置为中心两侧相对称的某两点时，质点的回复力、 位移、加速度大小相等，方向相反；速率、动能、机械能相等。【知识点3】描述简谐振动 周期TS和频率f(Hz):表示振动快慢的物理量，T=1/f,T=2 nVm/k 振幅A(m):振动物体离开平衡位置的最大距离，标量，表示振动的强弱(能量)。 全振动：振动的质点从某位置出发再次回到该位置，并保持与出发时一样的运动方向的过程。振动物体在一次全振动中经过的路程为4倍振幅。【知

4、识点4】描述简谐振动的图像 意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹 特点：简谐运动的图像是正弦或余弦曲线应用：可直观 汕厂地读取振幅A、周期T以与各时刻的位移 x，判定回复力、加速度方向， 1如此在这段时间内判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况【例1】一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大,振子速度越来越大 振子正在向平衡位置运动 振子的速度方向与加速度方向一致 以上说法都不正确A. B. C. D. 【例2】如图，一弹簧振子做简谐运动，取向右方向为正 A A'两处为最大位移处，0为平 衡位置，C为A'O间

5、某一位置，如此振子()A. 从At 0时，位移是正值，加速度是正值B. 从CTA时，位移是正值，速度是正值C. 运动至C处时，位移是负值，加速度是正值，速度可能是正值D. 运动至C处时，位移是正值，加速度是负值，速度可能是正值。【例3】如下列图，质量为 m的物体A放置在质量为 M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为 等于x时，A、B间摩擦力的大小A、0kxmM m.kx【例4】弹簧振子以O点为平衡位置在 B C两点之间做简谐运动，B CB点，经过0.5 s , 振子首次到达C点，求:(1)

6、振动的周期和频率；(2) 振子在5 s内通过的路程与5 s末的位移大小； 振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小的比值【例5】如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B C是摆球所能到达的最远位置设摆球向右方向运动为正方向图乙所示是这个单摆的振动图象根据图象回答:2(取n = 10)(1) 单摆振动的频率、振幅？(2) 开始时刻摆球在何位置？ 当t=0.6s时，对质点的x、F、v、a进展分析练习A1 如下运动是简谐运动的是 ()A. 手拍乒乓球的运动B. 弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统C. 摇摆的树枝D. 从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动2

7、 简谐振动是如下哪一种运动：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。3. 物体作简谐运动时：A. 平衡位置是指合力最大的位置；B. 物体通过平衡位置时，回复力为零；C. 物体通过平衡位置时回复力不一定为零；D. 物体所受合力是变力。4. 作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定一样的物理量:A. 速度；B.位移；C.回复力；D.加速度。5 简谐运动的物体每次通过平衡位置时;A. 位移为零，动能为零；C.速度最大，振动加速度为零；6. 物体做简谐运动的过程中，有两点A. 在A点和A点的位移一样B. 在两点处的速度可能一样C. 在两点处的加速度可能一样D

8、. 在两点处的动能一定一样B. 动能最大，势能最小；D.速度最大，振动加速度不一定为零。A、A关于平衡位置对称，如此物体 ()7. 弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的答案是：A. 振子通过平衡位置时，回复力一定为零；B. 振子作减速运动，加速度却在增大；C. 振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反；D. 振子远离平衡运动时，加速度方向与速度方向相反。&当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，如下说法正确的答案是A. 振子在振动过程中，速度一样时，弹簧的长度一定相等B. 振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功C. 振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合

9、力提供D. 振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒9.如下列图，轻质弹簧下端挂重为30 N的物体A时，弹簧伸长了3 cm，再挂重为20 N的物体B时又伸长了 2 cm,假如将连接 A和B的连线剪断，使 A在竖直面内振动，如此 A所受最大回复力是。10.如下列图，一轻弹簧上端系于天花板上，下端挂一质量为 k。将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手，如此：(1)小球从放手运动到最低点，下降的高度为多少？m的小球，弹簧的劲度系数小球运动到最低点时的加速度的大小是多少？课后作业1关于简谐运动，如下说法中正确的答案是（）A. 位移的方向总是指向平衡位置B. 加速度的方向总是跟位移的方向相反C. 位移的方

10、向总是跟速度的方向相反D. 速度的方向总是跟位移的方向一样2.一弹簧振子做简谐运动，如下说法中正确的答案是（）A. 假如位移为负值，如此速度一定为正值，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. 振子每次经过平衡位置时，加速度一样，速度也一定一样D. 振子每次通过同一位置时，其速度不一定一样，但加速度一定一样3如下列图，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定，它们组成一个振动的系统。用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，如下说法正确的答案是A. 钢球的最低处为平衡位置B. 钢球的最高处为平衡位置C. 钢球速度为零处为平衡位置D. 钢球原来静止时的位置为平衡位置1 2所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k。开始时振子被拉到平衡位置0的右侧A处，此时拉力大小为 F,然后轻轻释放振子，振子从初速度为零的 状态开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置处，此时振子的速度为v。如此在这个过程中振子的平均速度为 （）A.0r £J 17D.不为零的某值由题设条件无法求出5. 在图中，振子在水平方向上做简谐运动，当振子由A向平衡位置运动时，如下说法中正