2024高考物理一轮复习 第34讲 机械振动（课件）

第34讲

机械振动2024高考一轮复习讲练测01复习目标02网络构建03知识梳理题型归纳04真题感悟目录CONTENTS内容索引知识考点考点1：简谐运动的基本规律考点2：简谐运动的公式和图像考点3：简谐运动的两类模型考点4：受迫振动和共振夯基·必备基础知识梳理知识点1简谐运动的基础知识知识点1对简谐运动图像的认识知识点

弹簧振子模型和单摆模型知识点1简谐运动、受迫振动和共振的比较知识点2简谐运动的五个特征知识点2由简谐运动图像可获取的信息知识点2对共振的理解提升·必考题型归纳考向1简谐运动中各物理量的分析考向1从振动图像获取信息考向1弹簧振子模型考向1受迫振动和共振规律考向2实际生活中的受迫振动和共振考向2单摆模型考向2根据条件写出振动方程考向2简谐运动的特征应用复习目标1、理解和掌握简谐运动的基本规律和图像。2、能够利用简谐运动的基本规律处理有关弹簧振子和单摆模型的有关问题。3、理解和掌握受迫振动和共振。考情分析网络构建01简谐运动的基本规律PARTONE夯基·必备基础知识知识点1简谐运动的基础知识(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。(2)条件：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。夯基·必备基础知识知识点1简谐运动的基础知识(3)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。(4)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力。②方向：总是指向平衡位置。③来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。夯基·必备基础知识知识点2简谐运动的五个特征1.简谐运动的特征夯基·必备基础知识知识点2简谐运动的五个特征2.注意：（1）弹簧振子（或单摆）在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。（2）弹簧振子周期和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹簧的劲度系数k），与振幅无关。提升·必备题型归纳考向1简谐运动中各物理量的分析BCD提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳考向2简谐运动的特征应用AC提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳02简谐运动的公式和图像PARTONE夯基·必备基础知识知识点1对简谐运动图像的认识1．简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F＝-kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。(2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢。2．对简谐运动图像的认识(1)简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线，如图所示。(2)图像反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图像不代表质点运动的轨迹。夯基·必备基础知识知识点2由简谐运动图像可获取的信息1.判定振动的振幅A和周期T。(如图所示)2.判定振动物体在某一时刻的位移。3.判定某时刻质点的振动方向：①下一时刻位移若增加，质点的振动方向是远离平衡位置；②下一时刻位移如果减小，质点的振动方向指向平衡位置。夯基·必备基础知识知识点2由简谐运动图像可获取的信息4.判定某时刻质点的加速度(回复力)的大小和方向。5.比较不同时刻质点的势能和动能的大小。质点的位移越大，它所具有的势能越大，动能则越小。提升·必备题型归纳考向1从振动图像获取信息BCC提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳考向2根据条件写出振动方程D提升·必备题型归纳03简谐运动的两类模型PARTONE夯基·必备基础知识知识点弹簧振子模型和单摆模型夯基·必备基础知识知识点弹簧振子模型和单摆模型提升·必备题型归纳考向1弹簧振子模型C提升·必备题型归纳提升·必备题型归纳考向2单摆模型C提升·必备题型归纳04受迫振动和共振PARTONE夯基·必备基础知识知识点1简谐运动、受迫振动和共振的比较1．受迫振动：系统在驱动力作用下的振动。物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，与物体的固有周期(或频率)无关。2．简谐运动、受迫振动和共振的比较夯基·必备基础知识知识点2对共振的理解1．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象。受迫振动的振幅与驱动力频率的关系如图所示。2.共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率f，纵坐标为振幅A，它直观地反映了驱动力的频率对某固有频率为f0的振动系统做受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当f＝f0时，振幅A最大。3.受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。提升·必备题型归纳考向1受迫振动和共振规律C提升·必备题型归纳2．近些年，科学家们逐步对极地进行开发和探索，由于极地大面积被冰雪覆盖，开发和探索的进度受到影响，人们为了加快进度发明了共振破冰船，如图所示。破冰船利用专用传感器感应冰面的振动反馈，自动调节锤头振动频率。当冰层与锤头发生共振时，可以大幅提高破冰效率。结合所学知识，下列说法正确的是（）A．锤头振动频率越高，冰层的振动幅度越大，破冰效果越好B．破冰效果最好时，锤头的振动频率等于冰层的固有频率C．破冰船停止工作后，冰层余振的振幅越来越小，频率也越来越小D．对于不同冰层，破冰效果最好时，锤头的振动频率相同提升·必备题型归纳考向2实际生活中的受迫振动和共振B提升·必备题型归纳【答案】B【详解】AB．当驱动力频率等于物体固有频率时，物体的振幅最大，当驱动力频率小于固有频率时，随着驱动力频率增大，振幅增大，当驱动力频率大于固有频率时，随着驱动力频率增大，振幅减小，故A错误，B正确；C．破冰船停止工作后，冰层余振的振