高三物理一轮复习《14-1机械振动》课件

高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件1[高考命题解读][高考命题解读]2第1节机械振动[循图忆知]第1节机械振动3高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件41、机械振动：物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。

平衡位置：振子原来静止时的位置2、弹簧振子理性化模型：不计阻力、弹簧的质量与小球相比可以忽略。3、简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线。简谐振动小结1、机械振动：物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动5回复力：振动物体偏离平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力。一.简谐运动的回复力回复力：振动物体偏离平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力61．简谐运动中路程(s)与振幅(A)的关系(1)质点在一个周期内通过的路程是振幅的4倍。(2)质点在半个周期内通过的路程是振幅的2倍。(3)质点在四分之一周期内通过的路程有三种情况：①计时起点对应质点在三个特殊位置(两个最大位移处和一个平衡位置)时，s＝A；②计时起点对应质点在最大位移和平衡位置之间且向平衡位置运动时，s＞A；③计时起点对应质点在最大位移和平衡位置之间且向最大位移处运动时，s＜A。振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离。1．简谐运动中路程(s)与振幅(A)的关系②计时起点对应质点72．简谐运动的重要特征2．简谐运动的重要特征8高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件9振幅周期初相位相位频率简谐运动的表达式振幅周期初相位相位频率简谐运动的表达式10【典例1】轻弹簧上端固定，下端连小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上正方向，物块简谐运动表达式y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0时，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处同一高度。取重力加速度大小g＝10m/s2。以下正确(

)A．h＝1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程为0.2mD．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反【典例1】轻弹簧上端固定，下端连小物块，物块沿竖直方向做简谐11【典例1】

y＝0.1sin(2.5πt)mt＝0时，一小球从距物块h高处自由落下；

t＝0.6s时，同一高度A．h＝1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程为0.2mD．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反正0.2s0.4s0.6s0.1m-0.1m0.3m相同对小球：【典例1】y＝0.1sin(2.5πt)mA．h＝112[题组突破]1．[简谐运动对称性]一个弹簧振子做简谐运动，若从平衡位置开始计时，经3s时，振子第一次到P点，又经2s第二次经P点。则该弹簧振子振动周期可能(

)A．32s

B．16sC．8sD．4sPO3s1sOP3s1s[题组突破]PO3s1sOP3s1s13高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件141．根据简谐运动图象可获取的信息：(1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。1．根据简谐运动图象可获取的信息：15(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移。(3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻质点的位移的变化来确定。(4)某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向t轴。(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移。162．利用简谐运动图象理解简谐运动的对称性：(如图)2．利用简谐运动图象理解简谐运动的对称性：(如图)17高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件18【典例2】

甲、乙两弹簧振子的振动图象如图，则可知(

)A．两弹簧振子完全相同B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大D．两振子的振动频率之比f甲∶f乙＝2∶1E．振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零周期之比T甲∶T乙＝2∶1频率之比f甲∶f乙＝1∶2弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关不同F＝－kxk不一定相同【典例2】甲、乙两弹簧振子的振动图象如图，则可知()A19[题组突破]1．[简谐运动图象]某弹簧振子简谐运动图象，正确(

)A．t＝1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t＝2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t＝3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t＝4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值a＝0v＝0a为正的最大值a＝0[题组突破]A．t＝1s时，振子的速度为零，加速度为负的最202．[弹簧振子与振动图象]如图甲，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子位移x随时间t的变化图象如图乙，正确是(

)A．t＝0.8s时，振子的速度方向向左B．t＝0.2s时，振子在O点右侧6cm处C．t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的加速度完全相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小正a方向相反2．[弹簧振子与振动图象]如图甲，弹簧振子以O点为平衡位置，21[题后反思](1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹，它表示的是振动质点的位移随时间变化的规律；(2)因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴；(3)速度方向可以通过下一个时刻位移的变化来判定，下一个时刻位移如果增加，振动质点的速度方向就背离平衡位置，下一个时刻的位移如果减小，振动质点的速度方向就指向平衡位置。[题后反思]22高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件23高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件24高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件25周期T：振动物体运动一周的时间。周期T：振动物体运动一周的时间。262．[单摆的振动图象]如图为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是(

)A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆E．由图象可以求出当地的重力加速度2．[单摆的振动图象]如图为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象273．[单摆模型的应用]为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段，小球B静止在圆弧轨道的最低点O处，另有一小球A自圆弧轨道上C处由静止滚下，经时间t与B发生正碰。碰后两球分别在这段圆弧轨道上运动而未离开轨道。当两球第二次相碰时(

)3．[单摆模型的应用]为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段，小28A．相间隔的时间为4tB．相间隔的时间为2tC．将仍在O处相碰D．可能在O点以外的其他地方相碰E．两球在碰撞的瞬间水平方向上的动量守恒半径很大光滑圆弧A自C处静止滚下，经时间t与B发生正碰。当两球第二次相碰时(

)小球运动：简谐运动等效成：单摆两球周期相同，碰后同时回到平衡位置平衡位置O点相碰，水平方向合力为0A．相间隔的时间为4t半径很大光滑圆弧A自C处静止滚下，经时291．自由振动、受迫振动和共振的关系比较1．自由振动、受迫振动和共振的关系比较30一、固有周期和固有频率振动系统不受外力作用的振动固有振动：固有周期：固有振动的周期T0固有频率：固有振动的频率f0物体的振动周期与频率由振动物体本身性质决定的，与振幅无关。如：

单摆：一、固有周期和固有频率振动系统不受外力作用的振动固有振动：固311、阻尼振动：

振幅逐渐减小的振动2、阻尼振动的图像3、振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。4、实际的自由振动一定是阻尼振动物体在外力作用下的振动二，阻尼振动1、阻尼振动：2、阻尼振动的图像3、振动系统受到的阻尼越大，32高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件333．[单摆模型的应用]为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段，小球B静止在圆弧轨道的最低点O处，另有一小球A自圆弧轨道上C处由静止滚下，经时间t与B发生正碰。碰后两球分别在这段圆弧轨道上运动而未离开轨道。当两球第二次相碰时(

)3．[单摆模型的应用]为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段，小34A．相间隔的时间为4tB．相间隔的时间为2tC．将仍在O处相碰D．可能在O点以外的其他地方相碰E．两球在碰撞的瞬间水平方向上的动量守恒半径很大光滑圆弧A自C处静止滚下，经时间t与B发生正碰。当两球第二次相碰时(

)小球运动：简谐运动等效成：单摆两球周期相同，碰后同时回到平衡位置平衡位置O点相碰，水平方向合力为0A．相间隔的时间为4t半径很大光滑圆弧A自C处静止滚下，经时35三、受迫振动1、驱动力作用在振动系统上的周期性外力2、受迫振动系统在驱动力作用下的振动3、受迫振动的特点

受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。三、受迫振动1、驱动力作用在振动系统上的周期性外力2、受迫振36四、共振1、共振曲线2、共振

驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。f驱=f固，振幅有最大值横轴：驱动力的频率纵轴：受迫振动的振幅f驱与

f固差别越大振幅越小f固f驱四、共振1、共振曲线2、共振驱动力的频率等于系统37[题组突破]1．[受迫振动]在一条张紧的绳子上挂四个摆，其中A、B两摆的摆长相等。当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动。观察B、C、D摆的振动会发现(

)A．C摆的频率最小

B．D摆的周期最大C．B摆的摆角最大

D．B、C、D的摆角相同受迫振动的频率等于驱动力的频率其余各摆的振动周期与A摆相同，频率也相等[题组突破]A．C摆的频率最小受迫振动的频率等于382．(共振曲线)一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是(

)A．此单摆的固有周期约为2sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动E．此单摆的振幅是8cmf驱=f固2．(共振曲线)一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅39[题后感悟](1)无论发生共振与否，受迫振动的物体的频率都等于驱动力的频率，但只有发生共振现象时振幅才能达到最大。(2)受迫振动的物体的能量转化不再只有动能和势能的转化，还有驱动力对它做正功补偿其因克服阻力而损失的机械能。[题后感悟]40高三物理一轮复习《14-1机械振动》ppt课件411．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是(

)A．0.5s

B．0.75sC．1.0sD．1.5s振动方程：x＝Asinωt(从游船位于平衡位置开始计时）代入数据:31.5=10cm0.2520101．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动428．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲，在弹簧振子的小球上安装一支笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球振动图象。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动距离代表时间，得振动图线如图乙。正确(

)A．弹簧振子的周期为4sB．弹簧振子的振幅为10cmC．t＝17s时振子相对平衡位置的位移是10cmD．若纸带运动的速度为2cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是4cmE．2.5s时振子正在向x轴正方向运动13距离：s＝vt＝2cm/s×2s＝4cm8．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲，在弹簧振子的434．(多选)在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在B、C两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为k＝10N/m，振子的质量为0.5kg，白纸移动速度为2m/s，弹簧弹性势能的表达式，不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，正确的是(

)A．该弹簧振子的振幅为1mB．该弹簧振子的周期为1sC．该弹簧振子的最大加速度为10m/s2D．该弹簧振子的最大速度为2m/sE．该弹簧振子的最大速度为m/s2m/s最大回复力:F＝kA＝10×0.5N＝5NC-O机械能守恒:4．(多选)在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，4410．两木块A和B叠放在光滑水平面，质量分别m和M，A与B之间最大静摩擦力fm，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子，为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则(

)它们的振幅不能大于它们的最大加速度不能大于回复力最大:F＝kA最大位移处fmA、B间静摩擦力达到最大牛顿第二定律以整体：F＝(M＋m)amFam＝kA10．两木块A和B叠放在光滑水平面，质量分别m和M，A与B之455．做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的9/4倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的2/3，则单摆振动(

)B．周期不变，振幅变小单摆：不变机械能守恒：高度与质量无关平衡位置的速度减小则最大高度减小，即振幅减小最高点下摆到平衡位置：5．做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的9467．图(a)、(b)分别是甲、乙两个单摆在同一位置处做简谐运动的图象，正确(

)A．甲、乙两单摆的振幅之比为2∶1B．t＝2s时，甲单摆的重力势能最小，乙单摆的动能为零C．甲、乙两单摆的摆长之比为4∶1D．甲、乙两单摆的摆球在最低点