《山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 第1節(jié) 機(jī)械振動(dòng)課件 新人教版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 第1節(jié) 機(jī)械振動(dòng)課件 新人教版.ppt（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第十一章機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,第1節(jié)機(jī)械振動(dòng),一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 1.概念 質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從 正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動(dòng)圖象(x-t圖象)是一條 正弦曲線的振動(dòng)。 2.平衡位置 物體在振動(dòng)過(guò)程中 回復(fù)力為零的位置。 3.回復(fù)力 (1)定義:使物體返回到 平衡位置的力。 (2)方向:時(shí)刻指向 平衡位置。 (3)來(lái)源:屬于 效果力,可以是某一個(gè)力,也可以是幾個(gè)力的 合力或某個(gè)力的 分力。,,,,,,,,,,4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型,,,,5.描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量,,,,,,二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象 1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式 (1)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式:F= -kx,其中“-”表示回復(fù)力與位移的方向相反。 (2)

2、運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式:x= Asin (t+),其中A代表振幅,=2f表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢,(t+)代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位,叫作 初相位。,,,,2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象 (1)從 平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為x=Asin t,圖象如圖甲所示。 (2)從 最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為x=Acos t,圖象如圖乙所示。,,,三、受迫振動(dòng)及共振 1.受迫振動(dòng) 系統(tǒng)在 驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。做受迫振動(dòng)的物體,它的周期(或頻率)等于 驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率),而與物體的固有周期(或頻率) 無(wú)關(guān)。 2.共振 做受迫振動(dòng)的物體,它的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近,其振幅就越大,當(dāng)二者 相等時(shí),振幅達(dá)到最大,這就是共振現(xiàn)象。

3、共振曲線如圖所示。,,,,,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的五大特征,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例1(多選)(2018天津卷)一振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t=0時(shí)振子的位移為-0.1 m,t=1 s時(shí)位移為0.1 m,則(),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,思維點(diǎn)撥根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)關(guān)系式,確定質(zhì)點(diǎn)的振幅、初相,再將可能周期代入,判斷t=1 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移是否符合題中已知條件。 本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性,考查科學(xué)思維的嚴(yán)密性。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,即學(xué)即練 1.(多選)(2018遼寧鞍山模擬)彈簧振子做簡(jiǎn)

4、諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,當(dāng)它經(jīng)過(guò)點(diǎn)O時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)0.3 s,第一次到達(dá)點(diǎn)M,再經(jīng)過(guò)0.2 s第二次到達(dá)點(diǎn)M,則彈簧振子的周期不可能為() A.0.53 s B.1.4 s C.1.6 s D.2 s E.3 s,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,2.(多選)(2018山東濟(jì)寧期末)如圖所示,輕彈簧上端固定,下端連接一小物塊,讓物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),以豎直向上為正方向,物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin(2.5t)m,t=0時(shí)刻,一小球從距物塊h高處自由落下;t=0.6 s時(shí),小球恰好與物塊處于同一高度。取g=10 m/s2,以下判斷中正確的是() A.h=1.7 m B.物

5、塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 s C.0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.2 m D.t=0.4 s時(shí),物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相同 E.t=0.6 s時(shí),物塊與小球的加速度方向相同,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,3.(2018湖北宜昌期中)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=0.2sin(2.5t),位移x的單位為m,時(shí)間t的單位為s。則() A.彈簧振子的振幅為0.4 m B.彈簧振子的周期為1.25 s C.在t=0.2 s時(shí),振子的運(yùn)動(dòng)速度為零 D.在任意0.2 s時(shí)間內(nèi),振子的位移均為0.2 m,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式及圖象 1.根據(jù)簡(jiǎn)

6、諧運(yùn)動(dòng)圖象可獲取的信息: (1)振幅A、周期T(或頻率f)和初相位(如圖所示)。 (2)某時(shí)刻振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移。 (3)某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向:曲線上各點(diǎn)切線的斜率的大小和正負(fù)分別表示各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度的大小和速度的方向,速度的方向也可根據(jù)下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移的變化來(lái)確定。 (4)某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力和加速度的方向:回復(fù)力總是指向平衡位置,回復(fù)力和加速度的方向相同,在圖象上總是指向t軸。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,(5)某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況。 2.利用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性: (1)相隔t=(n+ )T(n=0,1,2,)的

7、兩個(gè)時(shí)刻,彈簧振子的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱,位移等大反向,速度也等大反向。 (2)相隔t=nT(n=0,1,2,)的兩個(gè)時(shí)刻,彈簧振子在同一位置,位移和速度都相同。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例2(2017北京卷)某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示,下列描述正確的是() A.t=1 s時(shí),振子的速度為零,加速度為負(fù)的最大值 B.t=2 s時(shí),振子的速度為負(fù),加速度為正的最大值 C.t=3 s時(shí),振子的速度為負(fù)的最大值,加速度為零 D.t=4 s時(shí),振子的速度為正,加速度為負(fù)的最大值,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象不是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡,它表示的是振動(dòng)物體的位

8、移隨時(shí)間變化的規(guī)律;反映的是同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻離開(kāi)平衡位置的位移。 2.因回復(fù)力總是指向平衡位置,故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸。 3.速度方向可以通過(guò)下一個(gè)時(shí)刻位移的變化來(lái)判定,下一個(gè)時(shí)刻位移如果增加,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就遠(yuǎn)離t軸;下一個(gè)時(shí)刻的位移如果減小,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就指向t軸。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,即學(xué)即練 4.(多選)(2018西安交大附中質(zhì)檢)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象,下列說(shuō)法中正確的是() A.甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等 B.甲擺的振幅比乙擺大 C.甲擺的機(jī)械能比乙擺大 D.在t=0.5 s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺 E.由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

9、加速度,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,5.(多選)(2018山西統(tǒng)測(cè))如圖甲所示,水平的光滑桿上有一彈簧振子,振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在a、b兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖乙所示。由振動(dòng)圖象可以得知 () A.振子的振動(dòng)周期等于2t1 B.在t=0時(shí)刻,振子的位置在a點(diǎn) C.在t=t1時(shí)刻,振子的速度為零 D.在t=t1時(shí)刻,振子的速度最大 E.從t1到t2,振子正從O點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,受迫振動(dòng)和共振 1.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的比較,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,2.對(duì)共振的理解 (1)共振曲線:如圖所示,橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f,縱坐標(biāo)為

10、振幅A。它直觀地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某固有頻率為f0的振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越大;當(dāng)f=f0時(shí),振幅A最大。 (2)受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:做受迫振動(dòng)的系統(tǒng),其機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例3(多選)(2018四川射洪期中)如圖所示演示裝置,一根張緊的水平繩上掛著5個(gè)單擺,其中A、D擺長(zhǎng)相同,先使A擺擺動(dòng),其余 各擺也擺動(dòng)起來(lái),穩(wěn)定后可以發(fā)現(xiàn)() A.各擺的周期相同 B.B擺振動(dòng)的周期最短 C.C擺振動(dòng)的周期最長(zhǎng) D.D擺的振幅最大,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,思維點(diǎn)撥5個(gè)單擺中,由A擺擺動(dòng)從

11、而帶動(dòng)其他4個(gè)單擺做受迫振動(dòng),受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,當(dāng)受迫振動(dòng)的系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率時(shí),出現(xiàn)共振現(xiàn)象,振幅達(dá)到最大。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,即學(xué)即練 6.(多選)(2018遼寧大連模擬)某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率為f。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變,則下列說(shuō)法正確的是 () A.當(dāng)ff0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 C.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f0 D.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f E.當(dāng)f=f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)一定發(fā)生共振,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,7.(多選)(2018浙江杭州模擬)如圖所示為受迫振動(dòng)的演示裝置,在一根張緊的繩子上懸掛幾個(gè)擺球,可以用一個(gè)單擺(稱為“驅(qū)動(dòng)擺”)驅(qū)動(dòng)另外幾個(gè)單擺,下列說(shuō)法正確的是() A.某個(gè)單擺擺動(dòng)過(guò)程中多次通過(guò)同一位置時(shí),速度 可能不同而加速度一定相同 B.如果驅(qū)動(dòng)擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng),則其他單擺的振動(dòng)周期都等于2 C.如果驅(qū)動(dòng)擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng),振幅為A,若某個(gè)單擺的擺長(zhǎng)大于L,振幅也大于A D.如果某個(gè)單擺的擺長(zhǎng)等于驅(qū)動(dòng)擺的擺長(zhǎng),則這個(gè)單擺的振幅最大 E.驅(qū)動(dòng)擺只把振動(dòng)形式傳播給其他單擺,不傳播能量,答案,解析,