上海高中学习物理机械振动

袅机械振动一、二、袁机械振：1、2、罿定：物体(或物体的一部分)在某一中心地点两所做的来去运叫做机械振。薅比如：枝上的小离枝，枝会生振；秋千的往返运；莃人走路，两只手臂会自然地、有奏地前后⋯⋯薀2、机械振主要特色：固定的“中心地点”即均衡地点；周期性的“来去运”即周期性和来去性；也是判断物体能否做机械振的依照。中心地点又称均衡地点，即当物体不再做来去运，所最停下来的地点。均衡地点是指运程中一个明的分界点，一般是振停止静止的地点，其实不是全部来去运的中点都是均衡地点。存在均衡地点是机械运的必需条件，有好多运，只管也是来去运，但其实不存在明的均衡地点，因此并不是机械振。比如：拍皮球、人往返走。聿3、机械振生的条件：每当物体走开均衡地点就会遇到答复力的作用且所遇到的阻力足小。羆二、运肅1、簧振子——理想化模型荿（1）观点：小球和簧所成的系称作簧振子，有也把的小球称做簧振子或称振子。腿（2）理性化模型的条件：莇①簧的量比小球小好多，能够量集中于振子（小球）。蒃②小球需体很小，可看作点理。莂③忽视全部的摩擦及阻力作用。膈④小球从均衡地点拉开的位移在簧的性限度内。3、4、蒄答复力芅有一种玩具狗，它的头部和尾部用较软的弹簧跟身体相连。假如轻拍一下玩具狗，它便会不断地摇头晃尾起来，这就是弹簧惹起的机械振动。膁如右图：当弹簧既不拉伸也不被压缩时，小球静止在杆上的O点，这时小球所受协力为零。O点就是弹簧振子的均衡地点。振子在均衡地点O点右边时，有一个向左的力；在均衡地点O点左边时，有一个向右的力，这个力老是促进物体回到均衡地点。芈结论：物体做机械振动时，必定遇到指向均衡地点的力，这个力的作用成效总能使物体回到中心地点，这个力叫答复力。答复力是依据力的成效命名的袅思虑：以下两种说法正确吗？1、2、蚃振动的物体一直遇到答复力的作用；3、4、羀水面浮木上下振动时遇到重力、水的浮力和答复力的作用。莈剖析：弹簧振子在振动过程中，当偏离均衡地点时，老是遇到一个跟运动方向（位移方向）相反、能使振子返回均衡地点的答复力，且这个答复力就是弹簧的弹力。因为弹簧发生弹性形变时，弹力跟形变量成正比，对弹簧振子来说，也就是答复力F跟振子的位移x成正比，而答复力老是指向均衡地点，因此答复力的方向一直与位移方向相反，它们之间的关系：芆此中，k是一个常数，对于弹簧振子而言就是弹簧的劲度系数。负号表示答复力F的方向一直跟位移x的方向相反。莅注意：①在均衡地点时，答复力为零；羃②答复力：使物体返回均衡地点的力，方向老是指向均衡地点。蒈答复力特色：?答复力是成效按成效命名的力；蚇?答复力能够是某个力，也能够是几个力的协力，还能够是某个力的分力。袂增补说明：螂①因为振子老是在均衡地点双侧挪动，假如我们以均衡地点作为参照点来研究振子的位移就更加方便。这样表示出的位移称为偏离均衡地点的位移。它的大小等于物体与均衡地点之间的距离，方向由均衡地点指向物体所在地点。（由初地点指向末地点）用ｘ表示。薈②偏离均衡地点的位移与某段时间内位移的差别：偏离均衡地点的位移是以均衡地点为起点，以均衡地点为参照地点。肈③某段时间内的位移，是默认以这段时间内的初地点为起点。薄3、弹簧振子运动过程中各物理量的变化状况剖析：薀联合右图剖析振子在一次全振动中答复力F、偏离均衡地点的位移x、加快度a、速度的大小变化状况及方向。所谓全振动，做振动的质点从某地点出发再次回到该地点，并保持与出发时同样运动方向的过程称为全振动。蚈１）Ａ→Ｏx↓，方向由Ｏ向Ａ芄F↓，方向由Ａ向Ｏ羂a↓，方向由Ａ向Ｏ艿V↑，方向由Ｏ向Ａ螈振子做加快度不断减小的加快运动A′OA蚅２）在O地点，x＝０，F＝０，a＝０，V最大；螄３）Ｏ→Ａ′x↑，方向由Ｏ向Ａ′莂F↑，方向由Ａ′向Ｏ螈a↑，方向由Ａ′向Ｏ肆V↓，方向由Ｏ向Ａ′膂振子做加快度不断增大的减速运动肁４）在Ａ′地点，x最大，F最大，a最大，V＝０袇５）Ａ′→Ｏx↓，方向由Ｏ向Ａ′蒇F↓，方向由Ａ′向O袄a↓，方向由Ａ′向O袀V↑，方向由O向Ａ′羇振子做加快度不断减小的加快运动袈６）在O地点，x＝０，F＝０，a＝０，V最大；莂７）Ｏ→Ａx↑，方向由Ｏ向Ａ袃F↑，方向由Ａ向Ｏ肇a↑，方向由Ａ向Ｏ羅V↓，方向由Ｏ向Ａ肄振子做加快度不断增大的减速运动蚂８）在Ａ地点，x最大，F最大，a最大，V＝０膇4、简谐振动：莆弹簧振子因为偏离均衡地点的位移和答复力拥有显然的对称性，致使其速度、加快度等都拥有显然的对称性，形成的运动是一种简单而和睦的运动。我们称之为简谐运动。螆定义：质点在大小与位移成正比，方向一直指向均衡地点的答复力作用下的振动称为简谐振动。蒁答复力：Fkx芇简谐振动是一种最简单、最基本的机械振动。比如：螇敲击音叉后，两个股叉上的质点的振动；芃浮标飘荡在水平面时的上、下浮动。腿练习：芇1、物体（或许物体的一部分）在某一地点双侧邻近做周期性运动，我们称之为；从小朋友荡秋千、弹簧振子的运动可知，物体振动时受的阻力

，膇一定遇到一个指向

地点的力，我们称之为

。羅2、弹簧振子振动中的位移定量描绘的参照点是

，是

量。节3、对应理想的弹簧振子，当在外力作用下把球拉至B点开释，在遇到拉力作用下向O点做加快度、速度的非匀变速运动，运动到O点时最大，小球有质量，因此拥有，还要持续向C点运动而压缩弹簧，在向C的运动中，速度，莇加快度，运动到C点，速度变成。因为作用，又要从C点做的运动达到O点，而且速度又达到，于是再向B点做莄的运动，达成一次全振动。蒃4、弹簧振子振动的答复力是供给的，大小为，方向为。因此运动过程中的加快度大小a=，因此弹簧振子振动的加快度。由此知匀变速直线的规律对简谐运动应用。弹簧振子的振动全过程，从能量的角度看，其实是弹簧的和小球的动能的转变过程，在均衡地点最大，在双侧的地点最大。羁5、以下哪些物体的运动属于机械振动（）蒇A、在水面上随波运动的小舟B、在地面上拍打的篮球螅C、摩托车行驶时的颠簸D、秋千的运动膅6、对于振动的均衡地点，以下说法正确的选项是（）螀A、位移为零B、答复力为零C、加快度为零袀D、协力为零E、速度最大膆7、弹簧振子在圆滑的水平川面上做简谐振动，在振子向均衡地点运动的过程中（）薃A、振子受答复力渐渐增大B、振子的位移渐渐增大螃C、振子的速度渐渐减小D、振子的加快度渐渐减小羀8、一个弹簧振子沿水平方向的x轴做简谐运动，原点O为均衡地点，在震动中某个时刻可能出现的状况是（）薇A、位移与速度均为正，加快的度为负芅B、位移为负值，加快度为正当薂C、位移与加快度均为正当，速度为负值羀D、位移、速度、加快度均为负值莃9、对于简谐运动的物体的位移，加快度和速度之间的关系以下说法正确的选项是（）膈A、位移减小时，加快度减小，速度增大螆B、位移的方向总跟加快度的方向相反，跟速度的方向同样蒆C、物体的运动方向指向均衡地点时，速度的方向跟位移的方向同样蒀D、物体的运动方向改变时，加快度的方向不变袀10、做简谐运动的水平弹簧振子，从弹簧伸长的最大地点向均衡地点运动时和弹簧压缩的最大地点向均衡地点运动时，以下说法正确的选项是（）薅A、都做加快运动薆B、加快度都增大袁C、位移、答复力、动能都减小莈D、位移、答复力、势能都减小薈11、弹簧振子对于均衡地点对称的两个点（除端点外）必定同样的物理量有哪些（）蚅A、位移B、速度C、答复力节D、加快度E、动能F、动量G、势能肀提升练习：莇1、对于机械振动，以下正确的选项是（）螅A、每当物体走开均衡地点就遇到答复力的作用蚃B、答复力的方向老是不变的蒈C、答复力不行能是恒力肆D、在机械震动中，物体运动时所受的阻力足够小袅2、以下运动属于简谐运动的是（）袀A、活塞在汽缸中的来去运动芀B、拍皮球时，皮球的上下来去运动袅C、音叉叉股的振动羅D、小球在左右对称的两个斜面上的往返转动芁3、简谐运动的均衡地点是指（）蚇A、速度为零的地点袈B、答复力为零的地点羅C、加快度为零的地点蚂D、位移最大的地点荿5、以下图像中能正确反应简谐运动的加快度与位移关系的图像是（）袇0X肅0X蒈0X蒃0X蚆芁6、简谐运动的特色是（）芇A、答复力跟位移成正比且方向相反莄B、速度跟位移成正比且方向相反羁C、加快度跟位移成正比且方向相反蝿D、动能跟位移成正比且方向相反肆7、做简谐运动的振子每次经过同一个地点时，必定同样的物理量有（）蒄A、位移同样B、速度同样莂C、加快度同样D、答复力同样蒁E、动能同样F、动量同样螅8、做简谐运动的质点，以下说法正确的选项是（）薄Ａ、速度增大时，加快度减小螃Ｂ、速度增大时，加快度增大衿Ｃ、加快度增大时，速度减小袈Ｄ、加快度减小时，速度减小薄9、以以下图所示，小球自A点由静止自由着落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧的质量与空气的阻力，则小球在C点的加快度ag（选填>、<、=）袀10、以以下图所示，在圆滑的水平面上有一个弹簧振子，已知轻弹簧的精度系数为k，开始时振子被拉到均衡地点的右边某处，此时拉力的大小为F，振子静止，撤去拉力后，振子经过实践t，恰好能够经过均衡地点O点，此时振子的刹时速度为v，则在此过程中，振子运动的均匀速度为多少？蚀11、以下图，轻弹簧上端固定，下端挂一个质量为m的质点，它在O点静止时弹簧的伸长量为x0,现使劲将质点拉到A点，撤去拉力后试证明质点的运动是简谐运动。（弹簧的劲度系数为k）薇12、以以下图所示，在圆滑的水平桌面上有一个质量为M的小球，固定在一劲度系数为k的弹簧上。一质量为m的子弹射入小球，在碰撞前瞬时子弹的速度为v0，方向沿弹簧的轴线。若碰后子弹与小球获取共同速度，并忽视弹簧的质量和空气的阻力，求小球向左运动的最大距离？（已知弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能为1kx2）2蚄课后练习芀1、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的选项是（）肈A．速度必定为正当，加快度必定为正当莅B．速度不必定为正当，但加快度必定为正当螄C．速度必定为负值，加快度必定为正当螁D．速度不必定为负值，加快度必定为负值螀2、在简谐运动中，振子每次经过同一地点时，以下各组中描绘振动的物理量老是同样的是（）莈A．速度、加快度、动能袄B．加快度、答复力和位移膂C．加快度、动能和位移芈D．位移、动能、答复力膇3、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，以下说法正确的（）羄A．振子在振动过程中，速度同样时，弹簧的长度必定相等薃B．振子从最低点向均衡地点运动过程中，弹簧弹力一直做负功羀C．振子在振动过程中的答复力由弹簧的弹力和振子的重力的协力供给羆D．振子在振动过程中，系统的机械能必定守恒肃4、对于弹簧振子做简谐运动时的能量，以下说法正确的有（）蚀A．等于在均衡地点时振子的动能蒈B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能蚅C．等于随意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和膃D．位移越大振动能量也越大肁5．弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的选项是：（）膀A．振子经过均衡地点时，答复力必定为零螈B．振子做减速运动，加快度却在增大膃C．振子向均衡地点运动时，加快度方向与速度方向相反蒂D．振子远离均衡地点运动时，加快度方向与速度方向相反