【物理】机械振动（单元复习课件） 高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

第二章机械振动（复习与提升）0102重点突破知识清单目录第一部分：知识清单钟摆来回摆动一、简谐运动及其描述简谐运动

二、两个重要模型三、受迫振动与共振第二部分：重点突破钟摆来回摆动一、简谐运动的图像及其应用1.对简谐运动图像的认识(1)简谐运动的图像是一条正弦曲线,如图所示。(2)图像反映了质点的位移随时间变化的规律,不代表质点运动的轨迹。2.图像信息(1)由图像可以得出质点做简谐运动的振幅、周期和频率。(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回复力、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。(4)确定某时刻质点速度的方向。速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定,若下一时刻位移增加,振动质点的速度方向就是远离t轴,若下一时刻位移减小,振动质点的速度方向就是指向t轴。(5)比较不同时刻回复力、加速度的大小。(6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小。一、简谐运动的图像及其应用【例1】如图所示是一个质点做简谐运动的图像，根据图像回答下面的问题：一、简谐运动的图像及其应用（1）振动质点离开平衡位置的最大距离；

（2）写出此振动质点的运动表达式；

【例1】如图所示是一个质点做简谐运动的图像，根据图像回答下面的问题：一、简谐运动的图像及其应用（3）振动质点在0～0.6 s的时间内通过的路程；

【例1】如图所示是一个质点做简谐运动的图像，根据图像回答下面的问题：一、简谐运动的图像及其应用（4）振动质点在t=0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时的振动方向；

【例1】如图所示是一个质点做简谐运动的图像，根据图像回答下面的问题：一、简谐运动的图像及其应用（5）振动质点在0.6～0.8 s这段时间内速度和加速度是怎样变化的？【解析】由振动图像可以看出，在0.6～0.8s这段时间内，质点从负的最大位移处向平衡位置运动，故其速度是越来越大的；而质点所受的回复力是指向平衡位置的，并且逐渐减小，故其加速度的方向指向平衡位置且越来越小。【例1】如图所示是一个质点做简谐运动的图像，根据图像回答下面的问题：一、简谐运动的图像及其应用（6）振动质点在0.4～0.8 s这段时间内的动能变化是多少？【解析】由图像可看出，在0.4～0.8s这段时间内质点从平衡位置经过半个周期的运动又回到了平衡位置，尽管初、末两个时刻的速度方向相反，但大小是相等的，故这段时间内质点的动能变化为零。【典例2】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像，则下列说法中正确的是

(

)A．甲、乙两单摆的振幅相等B．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时，向心加速度大小一定相等一、简谐运动的图像及其应用一、简谐运动的图像及其应用【答案】B二、简谐运动的周期性和对称性1.周期性做简谐运动的物体在完成一次全振动后,再次振动时则是重复上一个振动的形式,所以简谐运动具有周期性,因此在处理实际问题时,要注意多解的可能性。2.对称性简谐运动过程具有对称性,关于平衡位置对称的两位置上速度、加速度、回复力、位移、动能、势能的大小均相等,且由某点到平衡位置和由平衡位置到该点或对称点的时间相等,由某点到最大位移处和由最大位移处回到该点的时间相等。二、简谐运动的周期性和对称性

二、简谐运动的周期性和对称性

二、简谐运动的周期性和对称性【典例4】如图所示,一个做简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、B两点,历时0.5s,过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则质点振动的周期是(

)A.0.5s B.1.0sC.2.0s D.4.0s【答案】C【解析】如图所示,设C、D为质点振动中左方和右方的极端位置,则由对称性可知,质点从B→D→B的时间一定等于质点从A→C→A的时间,即tBDB=tACA=0.5s。所以,质点振动周期T=tAB+tBDB+tBA+tACA=2s,故C正确。三、简谐运动的两种模型模型弹簧振子(水平)单摆示意图简谐运动条件①弹簧质量要忽略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无空气阻力等③最大摆角小于等于5°三、简谐运动的两种模型回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力平衡位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T＝2π能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒续表三、简谐运动的两种模型【典例5】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像，则下列说法中正确的是

(

)A．甲、乙两单摆的振幅相等B．t＝2s时，甲单摆的重力势能最小，乙单