新教材一轮复习人教版-选择性必修-第一册-第十二章-第1讲-机-е-振-动-课件(92张)

1、第1讲机 械 振 动必备知识自主排查【知识再现】一、简谐运动1简谐运动(1)定义：如果质点的位移与_的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(xt图像)是一条正弦曲线，这样的振动就叫作简谐运动。(2)条件：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成_，并且总是指向_，质点的运动就是简谐运动。时间正比平衡位置(3)平衡位置：如图所示，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。回复力合力(4)回复力：定义：使物体返回到_的力。方向：总是指向_。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_。平衡位置平衡位置效果合力分力(5)简谐运动的特征动力学特征：F回_。

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)。能量特征：系统的机械能_，振幅A_。kx周期性守恒不变2简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件(1)弹簧质量可忽略(2)无摩擦等阻力(3)在弹簧弹性限度内(1)摆线为不可伸缩的轻细线(2)无空气等阻力(3)最大摆角小于_5模型弹簧振子单摆回复力弹簧的_提供摆球_沿与摆线垂直(即切线)方向的分力平衡位置弹簧处于_处最_点周期与振幅_T2能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能_重力势能与动能的相互转化，机械能_弹力重力原长低无关守恒守恒二、简谐运动的公式和图像1表达式(1)动力学表达式：F _，其中“”

3、表示回复力与位移的方向相反。(2)运动学表达式：x_，其中A代表振幅，2f代表简谐运动的快慢，t0代表简谐运动的相位，0叫作_。kxAsin(t0)初相2图像(1)从_开始计时，函数表达式为xA sin t，图像如图甲所示。(2)从_处开始计时，函数表达式为xA cos t，图像如图乙所示。平衡位置最大位移三、受迫振动和共振1受迫振动：系统在_作用下的振动。受迫振动的频率等于驱动力的频率，而与系统的固有频率_。物体做受迫振动的频率一定等于_的频率，但不一定等于系统的_频率，固有频率由系统本身决定。2共振：驱动力的频率与系统的固有频率_时，受迫振动的振幅达到最大，这种现象叫作共振。共振曲线如图所

4、示。驱动力无关驱动力固有相等【情境转换】唐朝洛阳有个和尚喜欢弹拨乐器磬，奇怪的是，静静的磬经常自鸣自响，无缘无故地发出嗡嗡的声音，磬无故而鸣，使和尚大为惊奇，渐渐由惊而疑，由疑而怯，以为是妖孽作怪，结果忧虑成疾，病倒在床。一天，和尚向前来探望他的朋友诉说了内心的忧虑，正在说话时，寺院里的钟声响了，说来奇怪，磬也发出了嗡嗡的响声。和尚的朋友明白了原因，悄悄用钢锉在磬上锉了几处，从此之后，磬再也不会无故发声了。和尚以为妖怪已被赶走，心事顿消，病也不治而愈。问题：磬为什么会不敲自鸣呢？提示：这是共振引起的一种现象。磬的频率偶然和钟的频率一样，因此每当钟响时，磬也因共振而发出嗡嗡之声。【小题快练】1判

5、一判(1)简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。()(2)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。()(3)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。()(4)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。()(5)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。()(6)做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2练一练(1)(多选)下列振动，不属于受迫振动的是()A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动B打点计时器接通电源后，振针的振动C小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动【解析】选A、C、D。受

6、迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动，故A、C、D都是自由振动，B是受迫振动。(2)若单摆的摆长适当变大，摆球的质量由20 g增加为40 g，摆球离开平衡位置的最大角度不变，则单摆振动的()A频率不变，振幅不变B频率变小，振幅变大C频率变小，振幅不变 D频率变大，振幅变大【解析】选B。根据单摆的周期公式T2 得，摆长变长，则周期变大，周期与频率互为倒数，则频率变小，A、D错误；摆球离开平衡位置的最大角度不变，由于摆长变长，则摆球离开平衡位置的最大距离增大，即振幅变大，B正确，C错误。关键能力分层突破受力特征回复力F=-kx,F(或a)的大小与x的大小成正比,方向相反。“-”表示回复力的方向与位

7、移方向相反,k是比例系数,不一定是弹簧的劲度系数。运动特征(1)简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反,为变加速运动。(2)靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小。能量特征振幅越大,能量越大。在运动过程中,系统的动能和势能相互转化,机械能守恒。周期性特征(1)相隔T或nT的两个时刻,振子处于同一位置且振动状态相同。(2)质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化,变化周期就是简谐运动的周期T。(3)动能和势能也随时间做周期性变化,其变化周期为 。 对称性特征相反。(1)如图所示,振子经过关于平衡位置O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)振子由P到O所用时间等于由O到P所用时间,即tPO=tOP。(3)振子往复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 或 (n为正整数)的两个时刻,振子位置关于平衡位置对称,位移、速度、加速度大小相等,方向相反。(2)通过点O的运动方向未知，若弹簧振子从O点开始向右振动，振子的振动周期为：_。(3)若弹簧振子从O点开始向左振动，振子的振动周期为：_。1.6s0.53s项目振动简谐运动受迫振动共振受力情况受回复力受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由