高三物理简谐振动ppt课件

1、简谐振动简谐振动1.简谐振动的特点：简谐振动过程中，回复力的大简谐振动的特点：简谐振动过程中，回复力的大 小跟位移成正比，方向相反。小跟位移成正比，方向相反。 F= - kx2. 单摆振动的回复力是重力沿切线方向的分力单摆振动的回复力是重力沿切线方向的分力.kmT23. 简谐振动的周期简谐振动的周期 gLT2单摆的周期单摆的周期 4. 物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率，跟物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率，跟 物物 体的固有频率无关。体的固有频率无关。5. 简谐运动中机械能守恒，在平衡位置动能最大，简谐运动中机械能守恒，在平衡位置动能最大， 势能最小。势能最小。1/2 mv2+1/2

2、 kx2=1/2 KA26. 共振共振驱动力的频率等于做受迫振动物体的驱动力的频率等于做受迫振动物体的固有频率时，做受迫振动物体的振幅最大。固有频率时，做受迫振动物体的振幅最大。 声音声音 的共振叫共鸣。的共振叫共鸣。 一个质点在平衡位置附近做简谐振动一个质点在平衡位置附近做简谐振动,在在图的图的4个函数图像中个函数图像中,正确表达加速度正确表达加速度a与对平与对平衡位置的位移衡位置的位移x的关系应是的关系应是( ).D 一个质点做简谐振动，其位移与时间的关系如一个质点做简谐振动，其位移与时间的关系如下图，由图可知下图，由图可知 (A)t=2 s时，速度和加速度方向一样时，速度和加速度方向一样

3、(B)t=3 s时，速度为正向最大，所受回复力为零时，速度为正向最大，所受回复力为零(C)t=5 s时，速度为正向最大，所受回复力为零时，速度为正向最大，所受回复力为零(D)t=4 s时，速度为零，加速度为正向最大时，速度为零，加速度为正向最大 C D 一个质点做简谐振动一个质点做简谐振动,其位移其位移y与时间与时间t 的关系曲线的关系曲线如下图如下图.由图可知由图可知,在在t=4s 时时,质点的质点的 ( ).(A)速度为正的最值速度为正的最值,加速度为零加速度为零(B) 速度为负的最值速度为负的最值,加速度为零加速度为零(C)速度为零速度为零,加速度为正的最大值加速度为正的最大值(D) 速

4、度为零速度为零,加速度为负的最大值加速度为负的最大值D 如图如图(1)所示所示,一弹簧振子沿一弹簧振子沿x轴在轴在POQ之之间做简谐振动间做简谐振动,确定向右为正方向确定向右为正方向.假设以某时假设以某时辰作为计时零点辰作为计时零点(t=0),经过经过1/4周期周期,振子具有正振子具有正方向的最大速度方向的最大速度,那么可以正确反映振子振动情那么可以正确反映振子振动情况的振动图像应是图况的振动图像应是图(2)中的中的( ).D 如以下图所示为一振动在光滑斜面上的弹簧如以下图所示为一振动在光滑斜面上的弹簧振子，斜面倾角为振子，斜面倾角为，轻质弹簧的劲度系数为，轻质弹簧的劲度系数为k，振，振子质量

5、为子质量为m，振子的平衡位置在，振子的平衡位置在O点，在振子沿斜点，在振子沿斜面倾斜方向振动过程中，那么当振子对平衡位置的面倾斜方向振动过程中，那么当振子对平衡位置的位移为位移为x时，它遭到的回复力时，它遭到的回复力F = _。这。这一一弹簧振子振动的周期为弹簧振子振动的周期为 。 -kxkmT2 一弹簧振子作简谐振动一弹簧振子作简谐振动,周期为周期为T,以下说法以下说法 正确的选项是正确的选项是 ( ) A.假设假设t 时辰和时辰和(t+t) 时辰振子运动位移的大小相时辰振子运动位移的大小相等、方向一样等、方向一样,那么那么t一定等于一定等于T的整数倍的整数倍; B.假设假设t时辰和时辰和(

6、t+t)时辰振子运动速度的大小相等时辰振子运动速度的大小相等、方向相反，那么、方向相反，那么t一定等于一定等于T /2 的整数倍的整数倍; C. 假设假设t=T,那么在那么在t 时辰和时辰和(t+t) 时辰振子运动时辰振子运动的加速度一定相等；的加速度一定相等； D.假设假设t=T/2 ,那么在那么在t 时辰和时辰和(t+t) 时辰弹簧的时辰弹簧的长度一定相等；长度一定相等；解：画出振动图象解：画出振动图象如图示：如图示：txt10t2t3t4T C 一弹簧振子沿轴一弹簧振子沿轴x 振动，振幅为振动，振幅为4cm，振子的平衡位置位，振子的平衡位置位于于x 轴上的轴上的0点，图点，图1中的为四个

7、不同的振动形状；黑点表示中的为四个不同的振动形状；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向，图振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向，图2给出的给出的四条振动图线，可用于表示振子的振动图象。四条振动图线，可用于表示振子的振动图象。 A假设规定形状假设规定形状a 时时t = 0，那么图象为，那么图象为 B假设规定形状假设规定形状b 时时t = 0，那么图象为，那么图象为 C假设规定形状假设规定形状c 时时t = 0，那么图象为，那么图象为 D假设规定形状假设规定形状d 时时t = 0，那么图象为，那么图象为 t/sx/cm40-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 x/cm

8、dabcA Dt/sx/cm40图中两单摆摆长一样，平衡时两摆球刚好接触现将图中两单摆摆长一样，平衡时两摆球刚好接触现将摆球摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动以撞后，两摆球分开各自做简谐运动以mA、mB分别表分别表示摆球示摆球A、B的质量，那么的质量，那么 A假设假设mAmB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B假设假设mAmB，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不

9、能够在平衡位置右侧能够在平衡位置右侧D无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不 能够在平衡位置左侧能够在平衡位置左侧C DA B知在单摆知在单摆a完成完成10次全振动的时间内，单摆次全振动的时间内，单摆b完成完成6次次全振动，两摆长之差为全振动，两摆长之差为1.6m.那么两单摆摆长那么两单摆摆长la与与lb分分别为别为 ( Ala =2.5m， lb =0.9mB la =0.9m， lb =2.5mCla =2.4m， lb =4.0mD la =4.0m， lb =2.4mB 两颗行星的质量之比为两颗行星的质量之比为m1：m2=2：1，半径之，半

10、径之比为比为R1：R2=2：3，两只单摆的摆长之比，两只单摆的摆长之比l1：l2=1：2。假设将。假设将l1摆置于行星摆置于行星m1上，将上，将l2摆置于行星摆置于行星m2上上，那么两单摆的周期之比为，那么两单摆的周期之比为T1：T2=_。3192241122122121122121RmlRmlglglTT1：3A 细长轻绳下端拴一小球组成单摆，在悬挂点正下方细长轻绳下端拴一小球组成单摆，在悬挂点正下方12摆优点摆优点有一个能挡住摆线的钉子有一个能挡住摆线的钉子A,如图示，如图示， 现将单摆向左方拉开一现将单摆向左方拉开一个小角度个小角度,然后无初速地释放然后无初速地释放,对于以后的运动，以下

11、说法正确对于以后的运动，以下说法正确的选项是的选项是 A. 摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B. 摆球在左右两侧上升的高度一样摆球在左右两侧上升的高度一样C. 摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D. 摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍A B 一端固定于程度面上的竖直弹簧连着一块质一端固定于程度面上的竖直弹簧连着一块质量为量为M的薄板，板上放一质量为的薄板，板上放一质量为m的小木块的小木块(如图如图).现现使整个安装在竖直方向作简谐振动，振幅为使整个

12、安装在竖直方向作简谐振动，振幅为A.假设假设要求整个运动过程中小木块都不脱离薄板，问应选要求整个运动过程中小木块都不脱离薄板，问应选择顽强系数择顽强系数值为多大的弹簧值为多大的弹簧? 解：在最高点，解：在最高点，m要不脱离木板，要不脱离木板，对对m，mg- N=ma N0 a g对整体对整体 (M+m)a=kAk= (M+m)a/A (M+m)g /A图图(1)是演示简谐振动图像的安装是演示简谐振动图像的安装.当盛砂漏斗下面的当盛砂漏斗下面的薄木板薄木板N被匀速地拉出时被匀速地拉出时,摆动着的漏斗中漏出的砂在摆动着的漏斗中漏出的砂在板上构成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系板上构成的曲线显示

13、出摆的位移随时间变化的关系,板板上的直线上的直线OO1代表时间轴代表时间轴. 图图(2)是两个摆中的砂在各自木板上构成的曲线是两个摆中的砂在各自木板上构成的曲线,假设假设板板N1和板和板N2拉动的速度拉动的速度v1和和v2的关系为的关系为v2=2v1,那么那么板板N1、N2上曲线所代表的振动的周期上曲线所代表的振动的周期T1和和T2的关系的关系为为 ( ).(A)T2=T1 (B) T2=2T1(C) T2=4T1 (D) T2= T141D N2N1以下图是将演示简谐振动图像的安装作变卦，当盛砂漏以下图是将演示简谐振动图像的安装作变卦，当盛砂漏斗下面的薄木板被匀加速地拉出时斗下面的薄木板被匀

14、加速地拉出时,摆动着的漏斗中漏出摆动着的漏斗中漏出的砂在木板上构成的曲线如图示，的砂在木板上构成的曲线如图示，A 、B、 C、 D、 E均均为为OO 轴上的点，轴上的点，AB=S1, BC=S2,摆长为摆长为L可视作不变可视作不变摆角小于摆角小于5，那么木板的加速度约为多少？，那么木板的加速度约为多少？A B C D E OgLaTaatS22241解：LgSSa212)( 如以下图所示，为了丈量一个凹透镜一侧镜面如以下图所示，为了丈量一个凹透镜一侧镜面的半径的半径R，让一个半径为，让一个半径为r的钢球在凹面内做振幅很的钢球在凹面内做振幅很小的往复振动，要求振动总在同一个竖直面中进展小的往复振

15、动，要求振动总在同一个竖直面中进展，假设测出它完成，假设测出它完成n次全振动的时间为次全振动的时间为t，那么此凹透，那么此凹透镜的这镜的这一镜面原半径值一镜面原半径值R_ rngt2224 一学生用单摆测当地的重力加速度时，在挂好一学生用单摆测当地的重力加速度时，在挂好单摆后，在摆角小于单摆后，在摆角小于5的条件下，测得单摆的振的条件下，测得单摆的振动周期为动周期为T1；再使摆长添加；再使摆长添加 l ，仍在摆角小于，仍在摆角小于5的条件下，测得单摆的振动周期为的条件下，测得单摆的振动周期为T2，由此，可计，由此，可计算出当地的重力加速度值算出当地的重力加速度值 g = 。212224TTl如

16、图示，一个光滑的圆弧形槽半径为如图示，一个光滑的圆弧形槽半径为R，圆弧所对的圆，圆弧所对的圆心角小于心角小于50 ，AD长为长为s，今有一沿，今有一沿AD方向以初速度方向以初速度v 从从A点开场运动，要使小球点开场运动，要使小球m 1可以与固定在可以与固定在D点的小球点的小球m 2 相碰撞，那么小球相碰撞，那么小球m 1 的速度应满足什么条件？的速度应满足什么条件？Dm2m1sA解解:小球小球m 1的运动由两个运动合成：沿的运动由两个运动合成：沿AD方向的匀方向的匀速运动和沿圆弧形槽的振动。速运动和沿圆弧形槽的振动。匀速运动的时间匀速运动的时间 t1=s/v沿圆弧形槽振沿圆弧形槽振动的时间动的

17、时间gRnt22相碰撞的条件为相碰撞的条件为 t1=t2RgnSV2(n=1、2、3) 在程度方向做简谐振动的弹簧振子在程度方向做简谐振动的弹簧振子,当振子正当振子正经过平衡位置经过平衡位置O时时,恰好有一块橡皮泥从其上方落下恰好有一块橡皮泥从其上方落下,粘在振子上随其一同振动粘在振子上随其一同振动,见图见图.那么那么,前后比较前后比较,振子振子的的 ( ). (A)周期变大周期变大,振幅不变振幅不变 (B) 周期变大周期变大,振幅变小振幅变小 (C) 周期变小周期变小,振幅变小振幅变小 (D) 周期不变周期不变,振幅不变振幅不变O B 如下图，木块的质量为如下图，木块的质量为M，小车的质量为

18、，小车的质量为m，它，它们之间的最大静摩擦力为们之间的最大静摩擦力为f，在顽强系数为，在顽强系数为k的轻质弹的轻质弹簧作用下，沿程度地面做简谐振动簧作用下，沿程度地面做简谐振动.为了使木块与小为了使木块与小车在振动中不发生相对滑动，那么它们的振幅不应车在振动中不发生相对滑动，那么它们的振幅不应大于多少大于多少? MmkkMmMf)( 答：答： 一立方体木块浮于静止的水中，浸入水中一立方体木块浮于静止的水中，浸入水中部分的高度为部分的高度为L，今用手力将其稍稍压下，然，今用手力将其稍稍压下，然后放手让它运动，求其振动的振幅和周期后放手让它运动，求其振动的振幅和周期? 解：平衡时受力如图解：平衡时

19、受力如图F1=g LS=mg mgmgLF1设从此位置下压设从此位置下压x x+L=c受力如图受力如图F2=gcS mgcF2 F回回= mg F2 =g LS - gcS=g( L -c)S= - gSx = - kxggSSkmTL2L22如下图如下图,一单摆摆长为一单摆摆长为l,在其悬挂点在其悬挂点O的正下方的正下方3l4处的处的P点有一个钉子点有一个钉子,摆线在钉的右侧摆线在钉的右侧.现将摆球向其平衡位现将摆球向其平衡位置左侧移到摆线与竖直方向成置左侧移到摆线与竖直方向成5角处后角处后,无初速释放无初速释放,那么它摆动的周期为那么它摆动的周期为 ( ).glT2(A)glT(B)gl(

20、C) T=3gl(D) T=3 /2OP5D 以下图所示为一双线摆，它是在一程度天花板上以下图所示为一双线摆，它是在一程度天花板上用两根等长细绳悬挂一小球而构成的，绳的质量可用两根等长细绳悬挂一小球而构成的，绳的质量可以忽略，设图中的以忽略，设图中的l 和和为知量，当小球垂直于纸面为知量，当小球垂直于纸面做简谐振动时，做简谐振动时，周期为周期为 _。 lglsin2 将摆长为将摆长为l、摆球质量为、摆球质量为m的单摆放置在倾角为的单摆放置在倾角为的光滑斜面上，如下图的光滑斜面上，如下图.求该单摆的周期求该单摆的周期. sin2gl答：答： 液体密度计如以下图所示质量为液体密度计如以下图所示质量

21、为m，上部，上部有刻度部分为圆柱形，其直径为有刻度部分为圆柱形，其直径为d；将它放在密度为；将它放在密度为的液体中后，可静止在竖直方向上，有刻度部分能的液体中后，可静止在竖直方向上，有刻度部分能显露液面一些，处于漂浮形状，假设将它按下少许，显露液面一些，处于漂浮形状，假设将它按下少许，释放后，密度计会在竖直方向上下振动，假设不思释放后，密度计会在竖直方向上下振动，假设不思索液体的介质阻力，它将做简谐振动，那么，它振索液体的介质阻力，它将做简谐振动，那么，它振动动的周期的周期 T _ 。gmd4 将摆球质量一定、摆长为将摆球质量一定、摆长为l 的单摆竖直悬挂中的单摆竖直悬挂中升降机内升降机内,在

22、升降机以恒定的加速度在升降机以恒定的加速度a(ag)竖直加速下竖直加速下降的过程中降的过程中,单摆在竖直平面内做小摆角振动的周期单摆在竖直平面内做小摆角振动的周期应等于应等于 ( )(A) 2 (B) 2(C) 2 (D) 2glalaglagl D 如下图，将两根轻质弹簧衔接起来系在一质量如下图，将两根轻质弹簧衔接起来系在一质量为为m的物体上组成弹簧振子，知两弹簧的顽强系数的物体上组成弹簧振子，知两弹簧的顽强系数分别为分别为k1和和k2，不计一切阻力，那么这一弹簧，不计一切阻力，那么这一弹簧振子振动的周期为振子振动的周期为 _ .mk2k12121/ )(2kkkkm 把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成动偏心轮，它每转一周