高二物理人教版4《機械振動》復習教學-課件

《機械振動》一、彈簧振子－－理想化模型1.平衡位置2.位移的概念、路程的概念二、簡諧運動的定義如果質(zhì)點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像（x-t圖像）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。三、簡諧運動的公式和圖像1、公式：x=Asin(t+0)其中A是振幅=2ft+0表示簡諧運動在t時刻的相位0表示在t=0時刻的相位，叫初相（1）位移-時間（x-t）圖像是正弦（或余弦）曲線（2）物理意義：表示一個質(zhì)點在某段時間內(nèi)各個時刻對平衡位置的位移（3）從圖像中可以讀出的信息2、圖像：四、描述簡諧運動的物理量1、位移（x）振動物體相對于平衡位置的位移2、振幅（A）振動物體離開平衡位置的最大距離3、周期（T）完成一次全振動所需要的時間頻率（f）單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)關系T=1/f4、相位：周期性運動在各個時刻所處的不同的狀態(tài)五.簡諧運動的動力學條件1.如果質(zhì)點所受的回復力與它偏離平衡位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質(zhì)點的運動就是簡諧運動。F=-kx即a=-kx/m2.判斷物體是否做簡諧運動的方法：（1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷（2）根據(jù)回復力的規(guī)律F=-kx去判斷六、簡諧運動位移、速度、回復力、能量的變化規(guī)律OAA－OO－BB－O

O—A

x

vF動能和勢能總機械能向左減小向右增大向右減小向左增大向右增大向右減小向左增大向左減小向右減小向左增大向左減小向右增大動能增大勢能減小動能減小勢能增大動能增大勢能減小動能減小勢能增大不變不變不變不變B簡諧運動的周期性【例1】一個在水平方向做簡諧運動的彈簧振子的振動周期是0.025s，當振子從平衡位置開始向右運動，在0.17s時刻，振子的運動情況是（）A．正在向左做減速運動B．正在向右做加速運動C．加速度正在減小D．動能正在減少【例2】質(zhì)點做簡諧振動，O為平衡位置，質(zhì)點離開O點向P點運動，經(jīng)3s后第一次到達P點，再經(jīng)2s第二次到達P點，則再經(jīng)過____________s它將第三次到達P點，質(zhì)點振動頻率是____________Hz．簡諧運動的周期性【例3】一沿水平方向振動的彈簧振子做簡諧運動，周期為T，下述正確的是A.若t時刻和(t+△t)振子運動位移的大小相等，方向相反，則△t一定等于T的整數(shù)倍。B.若t時刻和(t+△t)振子運動速度大小相等，方向相反，則△t一定等于的整數(shù)倍。C.若△t=T,則在t時刻和(t+△t)時刻振子運動的加速度一定相等。D.若△t＝,則在t時刻和(t+△t)時刻彈簧長度一定相等

E.若△t＝，則彈力在△t內(nèi)做的功一定為零簡諧運動的周期性練習：一個做簡諧運動的質(zhì)點，它的振幅是4cm，頻率是2Hz.該質(zhì)點從平衡位置開始經(jīng)過1s時，位移的大小和所通過的路程分別為()A.0cm，16cmB.4cm，32cmC.0，32cmD.4cm，16cm加深題：若把上題的條件改為周期為8s，其他條件不變，則結(jié)果如何？簡諧運動的證明【例1】如圖所示，彈簧振子的質(zhì)量為M，彈簧勁度系數(shù)為k,在振子上放一質(zhì)量為m的木塊，使兩者一起振動。木塊的回復力是振子對木塊的摩擦力，也滿足，x是彈簧的伸長（或壓縮）量，那么為（）A．B．C．D．

【例1】圖(1)是演示簡諧振動圖像的裝置.當盛砂漏斗下面的薄木板N被勻速地拉出時,擺動著的漏斗中漏出的砂在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的關系,板上的直線OO1代表時間軸.

圖(2)是兩個擺中的砂在各自木板上形成的曲線,若板N1和板N2拉動的速度v1和v2的關系為v2=2v1,則板N1、N2上曲線所代表的振動的周期T1和T2的關系為().AT2=T1BT2=2T1C

T2=4T1

D

T2=T1N2N1簡諧運動的圖象【例2】一彈簧振子沿軸x振動，振幅為4cm，振子的平衡位置位于x軸上的0點，圖1中的為四個不同的振動狀態(tài)；黑點表示振子的位置，黑點上的箭頭表示運動的方向，圖2給出的①②③④四條振動圖線，可用于表示振子的振動圖象。（）

A．若規(guī)定狀態(tài)a時t=0，則圖象為①

B．若規(guī)定狀態(tài)b時t=0，則圖象為②

C．若規(guī)定狀態(tài)c時t=0，則圖象為③

D．若規(guī)定狀態(tài)d時t=0，則圖象為④

t/sx/cm④③40-5-4-3-2-1012345x/cmdabct/sx/cm①40②【例3】一質(zhì)點做簡諧運動，其離開平衡位置的位移與時間t的關系如圖所示，由圖可知（）A．質(zhì)點振動的頻率為4HzB．質(zhì)點振動的振幅為2cmC．在t=3s時刻，質(zhì)點的速率最大D．在t=4s時刻，質(zhì)點所受的合力為零

練習1：水平放置的彈簧振子，質(zhì)量是0.2kg，當它做簡諧運動時，運動到平衡位置左側(cè)2cm時，受到的回復力是4N，當它運動到平衡位置右側(cè)4cm時，它的加速度的大小和方向分別是()A.20m/s2，向右B.20m/s2，向左

C.40m/s2，向左D.40m/s2，向右練習2：一個質(zhì)點作簡諧運動，其運動的位移與時間的關系圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A.振動周期為4sB.振動頻率為0.25HzC.質(zhì)點在8s內(nèi)通過的路程為40cmD.5s末質(zhì)點的位移為零.

如圖所示,一個彈簧懸掛著一個小球,當彈簧伸長使小球在位置O時處于平衡狀態(tài),現(xiàn)將小球向下拉動一段距離后釋放,小球在豎直線上做簡諧振動,則（）A．小球運動到位置O時,回復力為0B．當彈簧恢復到原長時小球速度最大C．當小球運動到最高點時,彈簧一定被壓縮D．在運動過程中,彈簧的最大彈力大于小球的重力O總結(jié)1、位移與速度大小變化情況相反；方向可能相同，也可能相反。位移與回復力大小變化情況相同；方向相反。加速度與回復力的大小變化情況相同；方向相同。2、在忽略摩擦和阻力的理想情況下，動能和勢能周期性地相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒。求兩個簡諧運動的相位差寫出兩個簡諧運動的位移對時間的函數(shù)關系式1.彈簧振子作簡諧運動時，以下說法正確的是：A．振子通過平衡位置時，回復力一定為零B．振子做減速運動，加速度卻在增大C．振子向平衡位置運動時，加速度方向與速度方向相反D．振子遠離平衡位置運動時，加速度方向與速度方向相反3.一個彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運動,其中有兩個時刻彈簧振子的彈力大小相等,但方向相反,則這兩個時刻振子的A．速度一定大小相等,方向相反B．加速度一定大小相等,方向相反C．位移一定大小相等,但方向不一定相反D．以上三項都不一定大小相等方向相反

2.如圖所示，是一彈簧振子，設向右方向為正，O為平衡位置，則：A．A→O位移為負值，速度為正值B．O→B時，位移為正值，加速度為負值C．B→O時，位移為負值，速度為負值D．O→A時，位移為負值，加速度為正值ABO1.做簡諧振動的質(zhì)點每相鄰兩次經(jīng)過同一位置時，一定相同的物理量是（）A．速度B.位移C.動能D.加速度2.對做簡諧運動的物體來說，當它通過平衡位置時，具有最大值的是()A.加速度B.勢能C.動能D.回復力3.一水平方向的彈簧振子，以平衡位置O點為中心，在A、B兩點間作簡諧振動，則（）A．振子在O點的速度和加速度都達到最大B．振子的速度減小時，位移就增大C．振子的加速度減小時，速率一定變小D．振子的速度方向與加速度方向可能相同，可能相反4

一質(zhì)點在平衡位置O點附近作簡諧振動，它離開O點經(jīng)2.5s第一次通過M點（M點在O點右側(cè)），再經(jīng)過1s第二次通過M點，再經(jīng)過

s第三次通過M點，質(zhì)點的振動周期