新教材一轮复习人教版选择性必修第1讲机е振动课件

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：①定义：使物体返回到_________的力。②方向：总是指向_________。③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①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)。③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5°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“－”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，ω＝2πf代表简谐运动的快慢，ωt＋φ0代表简谐运动的相位，φ0叫作_____。－kxAsin(ωt＋φ0)初相2．图像(1)从_________开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图像如图甲所示。(2)从_________处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，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20g增加为40g，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T＝2π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