高考物理一轮复习导学案：机械振动

机械振动【必过知识点】一、描述简谐运动的物理量机械振动是指物体或\t"/item/%E6%9C%BA%E6%A2%B0%E6%8C%AF%E5%8A%A8/_blank"质点在其附近所作有规律的往复运动。简谐运动：物体受力大小与成正比，而方向相反，人们把具有这种特征的振动叫做简谐运动。如果物体的位移与时间的关系遵从（）的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条（），这样的振动是一种简谐运动。4．平衡位置：振动物体时的位置，物体在此位置回复力为。5．回复力(1)定义：使振动物体在平衡位置附近做（）的力。(2)方向：总是指向（）。(3)来源：属于（），可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。（4）表达式：。6．描述简谐运动的物理量物理量定义意义位移由（）指向物体位置的有向线段描述物体振动中某时刻的位置相对于（）的位移振幅振动物体离开平衡位置的（）描述振动的（）和能量周期完成一次（）所需要的时间周期与频率相关：T＝（）频率振动物体完成全振动的次数与（）之比相位ωt＋φ0描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态能量转化弹性势能与动能的相互转化，（）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“－”表示回复力与位移的方向相反。(2)运动学表达式：x＝（），其中A表示振幅，ω＝eq\f(2π,T)＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ0表示简谐运动的相位，φ0叫作（）。2．简谐运动的图像(1)物理意义：表示振动质点的位移随（）的变化规律。3．图像信息(1)由图像可以看出质点振动的振幅、周期。(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。(3)可以确定某时刻质点所受的回复力、加速度和速度的方向。①回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度的方向在图像上总是指向t轴。②速度的方向：某时刻速度的方向既可以通过该时刻在图像上对应点的切线的斜率来判断，还可以通过下一时刻位移的变化来判断，若下一时刻位移增加，速度方向就是远离t轴；若下一时刻位移减小，速度方向就是指向t轴。(4)可以确定某段时间质点的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等的变化情况。4、弹簧振子的周期表达式。为弹簧的劲度系数，m为小球的质量。单摆的周期。【投石问路】【例1】（多选）弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手向下拉小球，拉一小段距离后释放，小球便上下振动起来，关于小球的平衡位置，下列说法正确的是()A．在小球运动的最低点B．在弹簧处于原长时的位置C．在小球速度最大时的位置D．在小球原来静止时的位置【例2】.(2022黄浦一模·第4题)某质点的振动图像如图所示，该质点的速度方向始终沿x轴正方向的时间段为xxO1234t/s5(A)t=0～2s (B)t=1～3s(C)t=2～4s (D)t=3～5s【例3】.(2022嘉定一模·第5题)单摆在经过平衡位置时，它的()速度为0 B．加速度为0 C．回复力为0 D．机械能为0【例4】.(2022松江一模·第3题)为使简谐运动单摆的周期变长，可采取以下哪种方法()A．振幅适当加大 B．摆长适当加长 C．摆球质量增大 D．从上海移到北京【例5】：如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5cm。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是()A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是1s，振幅是10cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20cmD．从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm【例6】某质点做简谐运动，其位移与时间的关系式为x＝3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)t＋\f(π,2)))cm，则(A．质点的振幅为3cmB．质点振动的周期为eq\f(2,3)sC．质点振动的周期为eq\f(2π,3)sD．t＝0.75s时刻，质点在负的最大位移处【例7】一物体沿x轴做简谐运动，振幅为12cm，周期为2s。当t＝0时，位移为6cm，且向x轴正方向运动，求：(1)初相位；(2)t＝0.5s时物体的位置。【例8】如图是一做简谐运动的物体的振动图像，下列说法错误的是()A．振动周期是2×10－2sB．物体振动的频率为25HzC．物体振动的振幅为10cmD．在6×10－2s内物体通过的路程是60cm【练习题】1.（2021年广东省普通高中学业水平选择性考试）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）。2、（多选）（2018年天津市高考卷试题）8.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1m，t=1s时位移为0.1m，则A.若振幅为0.1m，振子的周期可能为B.若振幅为0.1m，振子的周期可能为C.若振幅为0.2m，振子的周期可能为4sD.若振幅为0.2m，振子的周期可能为6s3.(2022浦东一模·第13题)如图所示，将摆长为L的单摆摆球拉离平衡位置一个很小的角度到A点后由静止释放，重力加速度为g，则摆球从A第一次运动到最左端B所用的时间为_________；若将该装置从上海移到广州进行同样的操作，上述运动时间将_________。(选填“变大”、“变小”或