《（步步高）（浙江专用）2015高考物理大一轮复习 第十章 第1课时机械振动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（步步高）（浙江专用）2015高考物理大一轮复习 第十章 第1课时机械振动课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1课时 机械振动 第十章 机械振动与机械波 光 电磁波 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 题组答案 点梳理答案 1. （ 3） 平衡位置 振动质点所在位置 最大距离 一次 全振动 全振动的次数 2.（ 1）伸长 质量 摆线 摆角小于 5 （ 3）切线 3.（ 1） 驱动力 驱动力 无 （ 2）相等 题组扣点 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 考点一 简谐运动的图象及运动规律 振动图象的信息： ( 1) 由图象可以看出振幅、周期 ( 2) 可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移 ( 3) 可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和
2、速度的方向 回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向 t 轴 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 课堂探究 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 例 1 】 一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图 3 所示 (1 ) 求 t 0 . 2 5 10 2s 时的位移； (2 ) 在 t 1 . 5 10 2s 到 t 2 10 2s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如
3、何变化？ (3 ) 在 t 0 到 t 8 . 5 10 2s 时间内，质点的路程、位移各多大？ 图 3 解析 ( 1) 由题图可知 A 2 T 2 10 2s ，振动方程为 x A t 2) A c t 2c 22 10 2 t 2c 100 t c m 当 t 0 . 2 5 10 2 s 时， x 2 co s 4 2 (2) 由题图可知在 1 10 2s 2 10 2点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 例 1 】 一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图 3 所示 (1 ) 求 t 0
4、. 2 5 10 2s 时的位移； (2 ) 在 t 1 . 5 10 2s 到 t 2 10 2s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？ (3 ) 在 t 0 到 t 8 . 5 10 2s 时间内，质点的路程、位移各多大？ 图 3 ( 3) 从 t 0 至 t 10 2s 时间内经历174个周期，质点的路程为 s 17 A 34 c m ，位移为2 c m . 答案 (1) 2 c m (2) 变大 变大 变小 变小 变大 (3)34 2 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 技巧 点拨 求解简谐运动问题的有效方法就是紧紧抓住一
5、 个模型 水平方向振动的弹簧振子，熟练掌握 振子的振动过程以及振子振动过 程 中各物理量的 变化规律，遇到简谐运动问题，头 脑中立即呈现 出一幅弹簧振子振动的图景，再把问题一一对应、分析求解 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 突破训练 1 】 如图 4 甲所示，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，振子的位移 t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是 ( ) 图 4 A t 0.8 s 时，振子的速度方向向左 B t 0.2 s 时，振子在 O 点右侧 6 c m 处 C t 0.4 s 和 t 1.2 s
6、时，振子的加速度完全相同 D t 0.4 s 到 t 0.8 s 的时间内，振子的速度逐渐减小 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 解析 本题考查了弹簧振子以及振动图象，意在考查学生对简谐运动的理解从 t 0. 8 s 时起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故 t 0.8 s 时，速度方向向左，A 正确； 由题中图象得振子的位移 x 124 t c m ，故 t 0.2 s 时， x 6 2 c m ，故 B 错误； t 0.4 s 和 t 1.2 s 时，振子的位移方向相反，由 a ，加速度方向相反， C 错误； t 0.4 s
7、 到 t 0.8 s 的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故 D 错误 答案 A 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 考点二 单摆及其周期 课堂探究 1 受力特征：重力和细线的拉力 (1) 回复力：摆球重力沿切线方向上的分力， F mg 负号表示回复力 F 与位移 x 的方向相反 (2) 向心力：细线的拉力和重力沿细线方向的分力的合力充当向心力， F 向 mg . 特别提醒 1. 当摆球在最高点时， F 向 m 0 ， mg . 2 当摆球在最低点时， F 向 m a F 向 最大， a 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟
8、 第 1课时 机械振动 考点二 单摆及其周期 课堂探究 2 周期公式： T 2 f 121 ) 只要测出单摆的摆长 l 和周期 T ，就可以根据 g 42求出当地的重力加速度 g . ( 2 ) l 为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离，要区分摆长和 摆线长，悬点实质为摆球摆动所在圆弧的圆心 ( 3 ) g 为当地的重力加速度 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 例 2 】 如图 5 甲是一个单摆振动的情形，O 是它的平衡位置， B 、 C 是摆球所能到达的最远位置设向右为正方向图乙是这个单摆的振动图象根据图象回答： (1 ) 单摆振动的频率是多大
9、？ (2 ) 开始时摆球在何位置？ (3 ) 若当地的重力加速度为 1 0 m / 求这个摆的摆长是多少？ 图 5 解析 ( 1 ) 由题图乙知周期 T 0 . 8 s ，则频率 f 1T 1 . 2 5 H z (2 ) 由题图乙知， 0 时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球在 B 点 (3 ) 由 T 2 l 0 . 1 6 m 答案 ( 1 ) (2) B 点 (3)0 m 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 突破训练 2 】 如图 6 所示，一单摆悬于 长为 L ，若在 O 点的 E 下方的 O 点钉一个光滑钉子，使 L
10、/2 ，将单摆拉至 球将在 A 、 B 、 C 间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于 5 ，则此摆的周期是 ( ) A 2 2 L2 2 ( L2 g) D ( L2 g) 图 6 解析 根据 T 2 单摆有12周期摆长为 L ，12周期摆长为12L ， 故 T L2 g ( L2 g) ， 故 D 正确 D 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 考点三 受迫振动和共振 课堂探究 1 自由振动、受迫振动和共振的关系比较 振动 项目 自由振动 受迫振动 共振 受力情况 仅受回 复力 受驱动 力作用 受驱动 力作用 振动周 期或频率 由系统本身性质决定，即有周期
11、T T 驱 或 f f 驱 T 驱 f 驱 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 振动能量 振动物体 的机械能 不变 由产生驱 动力的物 体提 供 振动物体 获得的能 量最大 常见例子 弹簧振子 或单摆 ( 5 ) 机械工作 时底座发 生的振动 共振筛、声 音的共鸣等 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 2. 对共振的理解 ( 1) 共振曲线：如图 7 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 驱动力频率对某固有频率为 受迫振动振幅的影响，由图可知， f 与 图 7越接近，振幅 A 越大；当 f
12、幅 A 最大 ( 2) 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 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 例 3 】 如图 8 所示， A 球振动后，通过水平细绳迫使 B 、 动达到稳定时，下列说法中正确的是 ( ) A 只有 A 、 C 的振动周期相等 B C 的振幅比 B 的振幅小 C C 的振幅比 B 的振幅大 D A 、 B 、 C 的振动周期相等 图 8 解析 A 振动后，水平细绳上驱动力的周期 T A 2 l 使 B 、 C 做受迫振动，受迫振动的频率等于 A 施加的驱动力的频率，所以 T A T B T C ，而 T C 固 2 l T A ， T B 固 2 l T A ，故 C 共振， B 不共振， C 的振幅比 B 的振幅大，所以 C 、 D 正确 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 第 1课时 机械振动 课堂探究 【 突破训练 3 】 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 如图 9 所示，则 ( ) A 此单摆的固有周期约为 0 . 5 s B 此单摆的摆长约为 1 m C 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D
