《2015《创新设计》物理大一轮复习（鲁科版）（课件）选修3-4第1讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015《创新设计》物理大一轮复习（鲁科版）（课件）选修3-4第1讲（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 第 1讲 机械振动 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 1 简谐运动 (1)定义 ：物体在跟位移大小成正比并且总是指向 的回复力作用下的振动 (2)简谐运动的特征 动力学特征： . 运动学特征： x、 v、 意 v、 能量特征：系统的机械能守恒 ， 振幅 简谐运动 单摆、单摆的周期公式 ( 考纲要求 ) 平衡位置 理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2 简谐运动的两种模型 模型 弹簧振子 单摆 示意图 简谐运动条件 (1) 弹簧质量可忽略 (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) 无空气等阻力 (3)
2、最大摆角小于 5 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 模型 弹簧振子 单摆 回复力 弹簧的 提供 摆球 沿与摆线垂直 ( 即切向 ) 方向的分力 平衡位置 弹簧处于 处 最低点 周期 与振幅无关 T 2 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 弹力 重力 原长 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维深化 1 判断正误 ， 正确的划 “ ” ， 错误的划 “ ” (1)周期 、 频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量 ( ) (2)振幅等于振子运动轨迹的长度 ( ) (3)弹簧振子每次经过平衡位置时 ， 位移为零 、 动能为零 ( ) (4)振动物
3、体在平衡位置时所处的状态一定是平衡状态 ( ) 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 (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 2 (t )代表简谐运动的相位 ， 叫做 简谐运动的公式和图象 ( 考纲要求 ) t ) 初相 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2 简谐运动的图象 (1)从 开始计时 ， 函数表达式为 x t， 图象如图 1 1甲所示 (2)从 开始计时 ， 函数表达式为 x t， 图象如图 1 1乙所示 图 1 1 平衡位置 最大位移处 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 迫振动和共振的比较 受迫振动和
4、共振 ( 考纲要求 ) 振动类形 项目 自由振动 受迫振动 共振 受力情况 仅受回复力 周期性驱动力作 用 周期性驱动力 作用 振动周期或频率 由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率 由驱动力的周期或频率决定，即 T f 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，机械能不守恒 振动物体获得的能量最大 常见例子 弹簧振子或单摆 (摆角 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 答案 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 6 一质点做简谐运动的振动图象如图 1 5所示 ， (1)该质点振动的振幅是 _ 周期是 _ s， 初相是
5、_ (2)写出该质点做简谐运动的表达式 ， 并求出当 t 1 图 1 5 答案 (1)8 2 (2 ) x 8 1 0 t 2 8 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 热点一 简谐运动的基本特征及应用 1 五个概念 (1)回复力： 使振动物体返回平衡位置的力 (2)平衡位置： 物体在振动过程中回复力为零的位置 (3)位移 x： 由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段 ， 是矢量 (4)振幅 A： 振动物体离开平衡位置的最大距离 ， 表示振动的强弱 ， 是标量 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 单摆的周期 T 2弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数及弹簧振子的质量有关T 2 三个特征 (1
6、) 受力特征： F (2) 运动特征： a (3) 能量特征： 系统机械能守恒 . 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 (1)如图 1 6所示 ， 振子经过关于平衡位置 )的两点 P、 P 时 ， 速度的大小 、 动能 、 势能相等 ， 相对于平衡位置的位移大小相等 (2)振子由 所用时间等于由 所用时间 ， 即 (3)振子往复运动过程中通过同一段路程 (如 所用时间相等 ， 即 图 1 6 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 【 典例 1】 2013课标 ， 34(1)如图 1 7，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由 a、 块在光滑水平面上左右振动，振幅为 期
7、为 a、 后小物块 和 T，则 “ ”、 “ ”、 “ ”或 “ ” ) 图 1 7 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 当物块向右通过平衡位置时，脱离前： 振子的动能 2( 2衡位置处的动能等于最大位移处的弹性势能，因此脱离后振子振幅变小；由弹簧振子的周期 T 2离后周期变小 答案 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 反思总结 简谐运动的易错点剖析 (1)对物体做简谐运动的条件认识不足而出错 (2)对物体做简谐运动过程中的物理过程分析不到位而出错 (3)对简谐运动的对称性 、 周期性理解不透而出错 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 【 跟踪短训 】 1 (2013上海单科
8、 ， 4)做简谐振动的物体 ， 当它每次经过同一位置时 ， 可能不同的物理量是 ( ) A 位移 B 速度 C 加速度 D 回复力 解析 做简谐振动的物体 ， 经过同一位置时 ， 位移 、 回复力和加速度是确定不变的 ， 而速度的方向可能不同 ， 故 A、 C、 答案 B 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 2如图 1 8所示，弹簧振子在振动过程中，振子从 a到 .2 s，振子经 a、 它从 .4 s，则该振子的振动频率为 ( ) 图 1 8 A 1 H z B z C 2 H z D z 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 由简谐运动的对称性可知， t 0.1 s ，从 b 向
9、右运动到最大位移的时间也为 0.1 s ，故0.2 s ，解得 T 0.8 s ，频率 f 1T z . 选项 B 正确 答案 B 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 热点二 简谐运动图象中相关信息的理解 (1)由图象可以看出质点振动的振幅 、 周期 (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移 (3)可以确定某时刻质点的回复力 、 加速度和速度的方向 (4)比较不同时刻质点的速度 、 加速度的大小 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 【 典例 2】 (2012北京理综， 17)一个弹簧振子沿 平衡位置 O为 某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿 正确反映振子位移 ) 梳理深化
10、强基固本 多维课堂 热点突破 解析 如图所示， O 为 平衡位置，由题意知 t 子具有正向最大加速度，故此时振子应在 A 处，位移 x 为负的最大值分析各图象知，只有 A 项正确 答案 A 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 反思总结 解决简谐运动图象问题应注意三点 (1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹 ， 它表示的是振动物体的位移随时间变化的规律； (2)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 (3)速度方向可以通过下一个时刻位移的变化来判定 ， 下一个时刻位移如果增加 ， 振动质点的速度方向就远离 下一个时刻的位移如果减小 ， 振动质点的速度方向就指向 梳理深
11、化 强基固本 多维课堂 热点突破 【 跟踪短训 】 3 如图 1 9所示为某弹簧振子在 0 5 由图可知 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 振动周期为 5 s， 振幅为 8 第 2 加速度为负向的最大值 C 第 3 D 从第 1 图 1 9 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 根据题图象可知 ， 弹簧振子的周期 T 4 s， 振幅 A 8 选项 2 速度为零 ， 加速度最大 ， 且沿 选项 3 速度达到最大 ， 且向 选项 第 1 速度逐渐减小 ， 选项 答案 C 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 4如图 1 10甲所示，弹簧振子以 A、 向右为正方向，振子的位移 列说法正确的是 ( ) 图 1 10 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 A t 0.8 振子的速度方向向左 B t 0.2 振子在 C t 0.4 s和 t 1.2 振子的加速度完全相同 D t 0.4 s到 t 0.8 振子的速度逐渐减小 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 解析 从 t 0.8 s 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 对；由图象得振子的位移
