機(jī)械振動(dòng)預(yù)習(xí)

1、 機(jī)械振動(dòng)一、關(guān)鍵字1彈簧振子、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖像2單擺，在小振幅條件下單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。周期公式 3振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化 4自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率。共振及其常見(jiàn)的應(yīng)用二、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)械振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物理量：振幅、周期、頻率阻尼振動(dòng) 無(wú)阻尼振動(dòng)受力特點(diǎn)回復(fù)力：F=_彈簧振子：F= - kx單擺：回復(fù)力：F=_ 周期：T=_ 受迫振動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象是_或_函數(shù)圖象物理模型共振三、基礎(chǔ)知識(shí) 1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義：_。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的位移x、回復(fù)力F、加速度a、速度v、動(dòng)能EK、勢(shì)能EP的變化規(guī)律：A在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)位移的起點(diǎn)都必須

2、在平衡位置處。B在平衡位置：位移最小、回復(fù)力最小、加速度最??；速度最大、動(dòng)能最大。C在離開(kāi)平衡位置最遠(yuǎn)時(shí)：_。D振動(dòng)中：注意以上各量的矢量性和對(duì)稱性。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒，但機(jī)械能守恒的振動(dòng)不一定時(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。注意：A回復(fù)力是效果力。B物體運(yùn)動(dòng)到平衡位置不一定處于平衡狀態(tài)。C簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義式F=-Kx中的K不一定是彈簧的勁度系數(shù)。2、總體上描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量振幅A：_稱為振幅。它是描述振動(dòng)_的物理量。它是_量。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅不變，而位移在時(shí)刻變化。周期T和頻率f：_稱為周期T,它是_量，單位是秒；_稱為振動(dòng)頻率，單位是赫茲（Hz）。周期和頻率都是描述_的物理量，它們的關(guān)系是：T=1/f。它們與_無(wú)

3、關(guān)，由_決定，因而以叫_周期，或_頻率。3、單擺的概念單擺的概念：在細(xì)線的一端拴一個(gè)小球，另一端固定在懸點(diǎn)上，_可忽略，線長(zhǎng)遠(yuǎn)大于球的直徑，這樣的裝置叫單擺。單擺的特點(diǎn)：A單擺是實(shí)際擺的理想化，是一個(gè)理想模型; B單擺的等時(shí)性，在振幅很小的情況下，單擺的振動(dòng)周期與_無(wú)關(guān);C單擺的回復(fù)力由_提供，當(dāng)最大擺角100時(shí)，單擺的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期T=_。單擺的應(yīng)用：A計(jì)時(shí)器；B測(cè)定重力加速度g, g=_.4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象：以橫軸表示時(shí)間t，以縱軸表示位移x，建立坐標(biāo)系，畫(huà)出的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象稱為_(kāi)圖象，也叫_。都是_曲線振動(dòng)圖象的含義：振動(dòng)圖象表示了_變化的規(guī)律圖象的用途

4、：從圖象中可以知道：A任一個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移 B振幅A、周期T C位移x、回復(fù)力F、加速度a、速度v、動(dòng)能EK、勢(shì)能EP在任意時(shí)刻的變化趨勢(shì)及位移x、回復(fù)力F、加速度a、速度v在任意時(shí)刻的方向。注意：A簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象不是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡 B簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性，體現(xiàn)在振動(dòng)圖象上是曲線的重復(fù)性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)雜的非勻變速運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)具有簡(jiǎn)單的周期性、重復(fù)性、對(duì)稱性所以用圖象研究要比用方程要直觀、簡(jiǎn)便 5、受迫振動(dòng)和共振。受迫振動(dòng)：物體在_的振動(dòng)，其振動(dòng)頻率和固有頻率無(wú)關(guān)，等于_的頻率；當(dāng)受迫振動(dòng)是無(wú)阻尼振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)物體因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振動(dòng)能量剛好由周期性的驅(qū)動(dòng)力做功給予補(bǔ)充，維持其振幅

5、不變。共振：A共振現(xiàn)象：在受迫振動(dòng)中，_相等時(shí)，振幅最大，這種現(xiàn)象稱為共振。聲音的共振又叫_。B產(chǎn)生共振的條件是：_。C共振的應(yīng)用與防止：在需要利用共振時(shí)，應(yīng)使_。在需要防止共振時(shí)，應(yīng)使_。四、典型問(wèn)題問(wèn)題1:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化特點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)涉及到的物理量較多，但都與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)平衡位置的位移x存在直接或間接關(guān)系：例1 有一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則 （ ）A加速度最大時(shí)，速度最大 B速度最大時(shí)，位移最大C位移最大時(shí)，回復(fù)力最大 D回復(fù)力最大時(shí)，加速度最大問(wèn)題2：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性是指振子經(jīng)過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置時(shí)，振子的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能等均是等大（

6、位移、回復(fù)力、加速度的方向相反，速度的方向不確定）。運(yùn)動(dòng)時(shí)間也具有對(duì)稱性，即在平衡位置對(duì)稱兩段位移間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。dabcovbva理解好對(duì)稱性這一點(diǎn)對(duì)解決有關(guān)問(wèn)題很有幫助。例3如圖所示。彈簧振子在振動(dòng)過(guò)程中，振子經(jīng)a、b兩點(diǎn)的速度相同，若它從a到b歷時(shí)0.2s,從b再回到a的最短時(shí)間為0.4s,則該振子的振動(dòng)頻率為：A1Hz; B1.25Hz; C2Hz; D2.5Hz.問(wèn)題3：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性，其運(yùn)動(dòng)周期T的大小由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定。理解了這一點(diǎn)，在解決相關(guān)問(wèn)題時(shí)就不易出錯(cuò)。例5有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來(lái)確定氣球的高度。已知該單擺在海平面處的周期是T0，當(dāng)氣

7、球停在某一高度時(shí)，測(cè)得該單擺周期為T。求該氣球此時(shí)離海平面的高度h。把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體。例6一彈簧振子作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T ，則下列說(shuō)法中正確的是：A若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移的大小相等、方向相同，則t一定等于T的整數(shù)倍；B若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)速度的大小相等、方向相反，則t一定等于T/2的整數(shù)倍；C若t=T，則在t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的加速度一定相等；D若t=T/2 ，則在t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻彈簧的長(zhǎng)度一定相等。 問(wèn)題4：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象能夠反映簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此將簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象跟具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)是討論簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一種好方法。例

8、7如圖，若質(zhì)點(diǎn)在A對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，則其速度v、加速度a的大小的變化情況為：Av變大，a變小 Bv變小，a變小Cv變大，a變小 Dv變小，a變大例8一水平彈簧振子，規(guī)定水平向右為正方向。它的振動(dòng)圖象如圖所示，則：A圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，振子所受彈力方向水平向右B圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，振子的速度方向水平向右C在04s內(nèi)振子作了175次全振動(dòng)D在04s內(nèi)振子通過(guò)的路程為035cm，位移為0oA/cmf/Hz0.250.50.7584問(wèn)題5：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械能綜合問(wèn)題例10如圖所示為一單擺的共振曲線，求： 該單擺的擺長(zhǎng)約為多少？（近似認(rèn)為g=m/s2）共振時(shí)擺球的最大速度大小是多少？ 若擺球的質(zhì)量為50克，則擺

9、線的最大拉力是多少？問(wèn)題6：根據(jù)共振的條件分析求解相關(guān)問(wèn)題。例11如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個(gè)單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無(wú)初速釋放，在垂直紙面的平面內(nèi)振動(dòng)；接著其余各擺也開(kāi)始振動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的有：A各擺的振動(dòng)周期與a擺相同B各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大C各擺的振動(dòng)周期不同，c擺的周期最長(zhǎng)D各擺均做自由振動(dòng)例12如圖所示。曲軸上掛一個(gè)彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。開(kāi)始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子自由振動(dòng)，測(cè)得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。（1）當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期是多大？（2）轉(zhuǎn)速多大時(shí)，彈簧振子的振幅最

10、大？檢 測(cè) 題1、下列說(shuō)法正確的是：A作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力與位移大小成正比，方向與位移方向相反B簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率與振幅、振子的質(zhì)量無(wú)關(guān)C作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械一定守恒D阻尼振動(dòng)的振幅和頻率都逐漸減小2、已知在單擺a完成10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，單擺b完成6次全振動(dòng)，兩擺長(zhǎng)之差為1.6 m則兩單擺擺長(zhǎng)la與lb分別為：Ala2.5 m，lb0.9 m Bla0.9 m，lb25 mCla2.4 m，lb4.0 m Dla4.0 m，lb2.4 m3、一個(gè)彈簧振子在AB間作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O是平衡位置，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)（）。經(jīng)過(guò)周期，振子具有正方向的最大加速度。那么以下幾個(gè)振動(dòng)圖中哪一個(gè)正確地反映

11、了振子的振動(dòng)情況？txo甲 乙 4、一個(gè)單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若使擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，而通過(guò)平衡位置時(shí)的速度變?yōu)樵瓉?lái)的，則：A 頻率不變，振幅不變 B 頻率不變，振幅改變C 頻率改變，振幅不變 D 頻率改變，振幅改變5、甲、乙兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖線如圖所示。根據(jù)振動(dòng)圖線可以斷定：A甲、乙兩單擺擺長(zhǎng)之比是49 B甲、乙兩單擺振動(dòng)的頻率之比是23C甲擺的振動(dòng)能量大于乙擺的振動(dòng)能量 D乙擺的振動(dòng)能量大于甲擺的振動(dòng)能量6、如右圖所示為質(zhì)點(diǎn)P在04s內(nèi)的振動(dòng)圖象，再過(guò)1s，在第5s末時(shí)刻：A該質(zhì)點(diǎn)的位移是正的最大 B該質(zhì)點(diǎn)的速度方向?yàn)檎駽該質(zhì)點(diǎn)的加速度方向?yàn)檎?D該質(zhì)點(diǎn)的加速度最大7、公路上勻速行駛的貨車

12、受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在堅(jiān)直方向的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t=0，其振動(dòng)圖象如圖所示，則txoT/2TA時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大B時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小C 時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大 D時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小8、一根自由長(zhǎng)度為10cm的輕彈簧，下端固定，上端連一個(gè)質(zhì)量為m的物塊P。在P上再放一個(gè)質(zhì)量也是m的物塊Q。系統(tǒng)靜止后，彈簧長(zhǎng)度為6cm，如圖所示。如果迅速向上移去Q。物塊P將在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。此后，彈簧的最大長(zhǎng)度是：A8cm B9cm C10cm D11cm9、狀 時(shí) 態(tài) 刻

13、物理量0T/4T/23T/4T甲零正向最大零負(fù)向最大零乙零負(fù)向最大零正向最大零丙正向最大零負(fù)向最大零正向最大丁負(fù)向最大零正向最大零負(fù)向最大如果表中給出的是作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體的位移x或速度v與時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系，T是振動(dòng)周期，則下列選項(xiàng)中正確的是：A若甲表示位移x，則丙表示相應(yīng)的速度v B若丁表示位移x，則甲表示相應(yīng)的速度vC若丙表示位移x，則甲表示相應(yīng)的速度v D若乙表示位移x，則丙表示相應(yīng)的速度v10、如圖所示，一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，它們只能在圖示平面內(nèi)擺動(dòng)，某一瞬時(shí)出現(xiàn)圖示情景，由此可知車廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)的可能情況是：MNA車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N靜止B車廂做

14、勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N也在擺動(dòng)C車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N在擺動(dòng)D車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N也靜止11、某人在山腳下（設(shè)與海平面等高）測(cè)得一單擺的周期為T0,在山頂上測(cè)得此單擺的周期變化了T,設(shè)山腳處地球的半徑為R，則此山高度為 。人生中每一次對(duì)自己心靈的釋惑，都是一種修行，都是一種成長(zhǎng)。相信生命中的每一次磨礪，都會(huì)讓自己的人生折射出異常的光芒，都會(huì)讓自己的身心煥發(fā)出不一樣的香味。我們常常用人生中的一些痛，換得人生的一份成熟與成長(zhǎng)，用一些不可避免的遺憾，換取生命的一份美麗。在大風(fēng)大雨，大風(fēng)大浪，大悲大喜之后，沉淀出一份人生的淡然與淡泊，靜好與安寧，深邃與寬厚，慈悲與欣然生活里的每

15、個(gè)人，都是我們的一面鏡子，你給別人什么，別人就會(huì)回待你什么。當(dāng)你為一件事情不悅的時(shí)候，應(yīng)該想想你給過(guò)人家怎樣負(fù)面的情緒。世界上的幸福，沒(méi)有一處不是來(lái)自用心經(jīng)營(yíng)和珍惜。當(dāng)你一味的去挑剔指責(zé)別人的時(shí)候，有沒(méi)有反思過(guò)自己是否做得盡善盡美呢？假如你的心太過(guò)自我，不懂得經(jīng)營(yíng)和善待，不懂得尊重他人的感受，那么你永遠(yuǎn)也不會(huì)獲得真正的愛(ài)和幸福人生就像一場(chǎng)旅行，我們所行走的每一步都是在豐富生命的意義。我們一邊穿越在陌生的吸引里，一邊咀嚼回味著一抹遠(yuǎn)走光陰的舊味，一切都是不可預(yù)料，一切又似在預(yù)料之中。人生看的多了，走的多了，經(jīng)歷的多了，也就懂得多了。每一份深刻的感悟大多來(lái)自一個(gè)人深刻的經(jīng)歷。人生總有那么一兩件重大

16、的事情讓你成熟和改變。這份錯(cuò)失，會(huì)讓你反思自己，檢討自己，叩問(wèn)自己，也讓你意識(shí)到了自己真正的缺失，這或許就是一份痛苦的領(lǐng)悟吧！人生可以平平淡淡，亦可以異彩紛呈。相信只要自己的德馨足夠善美，上天就會(huì)把最好的一切賜予你。予人快樂(lè)，收獲快樂(lè)；予人幸福，收獲幸福；予人真情，收獲厚意。人生的一切往來(lái)皆有因果，生活只善待有心人假如你有一顆計(jì)較的心，你就會(huì)很難獲得一份幸福。當(dāng)一個(gè)人放下了自己內(nèi)心的那份累心的奢求，你的心空就會(huì)變得更加蔚藍(lán)干凈。寬容，不僅是一種豁達(dá)的態(tài)度，更是一種心靈的品德，是一種處事的修行，寬容別人不是低矮了自己，而是釋放了自己，升華了自己。你把世界寬待在心中，世界也同樣裝飾了你的一份美麗。當(dāng)你簡(jiǎn)約、釋然了自己的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)另一份生命中的快樂(lè)。那快樂(lè)是發(fā)自一顆簡(jiǎn)單的心，那快樂(lè)是從心靈的草地里歡快的迸發(fā)出來(lái)，通過(guò)你溫柔的眼眸和開(kāi)心的笑聲來(lái)傳遞。所以，心寬便心悅，你人生的天空是什么顏色，往往取決于你對(duì)人生的態(tài)度和對(duì)于自己情緒的駕馭世界上美好的東西那么多，有緣來(lái)到你的身旁，被你握到掌心的卻又那么少。所以一切在的時(shí)候請(qǐng)學(xué)會(huì)珍惜，因?yàn)榇蠖嗝利惖臇|西只會(huì)為你來(lái)過(guò)一次。你一不小心就會(huì)失落，無(wú)處找尋，增加了你人生的又一次遺憾過(guò)往，終是回不去的曾經(jīng)。人總是在失去的時(shí)候才懂得珍惜，人總是在回味的時(shí)候才知道甜