高三物理一輪復習《14-1機械振動》課件

高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件1[高考命題解讀][高考命題解讀]2第1節(jié)機械振動[循圖憶知]第1節(jié)機械振動3高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件41、機械振動：物體在平衡位置（中心位置）兩側附近所做往復運動。通常簡稱為振動。

平衡位置：振子原來靜止時的位置2、彈簧振子理性化模型：不計阻力、彈簧的質量與小球相比可以忽略。3、簡諧運動：質點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（x—t圖象）是一條正弦曲線。簡諧振動小結1、機械振動：物體在平衡位置（中心位置）兩側附近所做往復運動5回復力：振動物體偏離平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力。一.簡諧運動的回復力回復力：振動物體偏離平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力61．簡諧運動中路程(s)與振幅(A)的關系(1)質點在一個周期內(nèi)通過的路程是振幅的4倍。(2)質點在半個周期內(nèi)通過的路程是振幅的2倍。(3)質點在四分之一周期內(nèi)通過的路程有三種情況：①計時起點對應質點在三個特殊位置(兩個最大位移處和一個平衡位置)時，s＝A；②計時起點對應質點在最大位移和平衡位置之間且向平衡位置運動時，s＞A；③計時起點對應質點在最大位移和平衡位置之間且向最大位移處運動時，s＜A。振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離。1．簡諧運動中路程(s)與振幅(A)的關系②計時起點對應質點72．簡諧運動的重要特征2．簡諧運動的重要特征8高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件9振幅周期初相位相位頻率簡諧運動的表達式振幅周期初相位相位頻率簡諧運動的表達式10【典例1】輕彈簧上端固定，下端連小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運動。以豎直向上正方向，物塊簡諧運動表達式y(tǒng)＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0時，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6s時，小球恰好與物塊處同一高度。取重力加速度大小g＝10m/s2。以下正確(

)A．h＝1.7mB．簡諧運動的周期是0.8sC．0.6s內(nèi)物塊運動的路程為0.2mD．t＝0.4s時，物塊與小球運動方向相反【典例1】輕彈簧上端固定，下端連小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧11【典例1】

y＝0.1sin(2.5πt)mt＝0時，一小球從距物塊h高處自由落下；

t＝0.6s時，同一高度A．h＝1.7mB．簡諧運動的周期是0.8sC．0.6s內(nèi)物塊運動的路程為0.2mD．t＝0.4s時，物塊與小球運動方向相反正0.2s0.4s0.6s0.1m-0.1m0.3m相同對小球：【典例1】y＝0.1sin(2.5πt)mA．h＝112[題組突破]1．[簡諧運動對稱性]一個彈簧振子做簡諧運動，若從平衡位置開始計時，經(jīng)3s時，振子第一次到P點，又經(jīng)2s第二次經(jīng)P點。則該彈簧振子振動周期可能(

)A．32s

B．16sC．8sD．4sPO3s1sOP3s1s[題組突破]PO3s1sOP3s1s13高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件141．根據(jù)簡諧運動圖象可獲取的信息：(1)振幅A、周期T(或頻率f)和初相位φ(如圖所示)。1．根據(jù)簡諧運動圖象可獲取的信息：15(2)某時刻振動質點離開平衡位置的位移。(3)某時刻質點速度的大小和方向：曲線上各點切線的斜率的大小和正負分別表示各時刻質點的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根據(jù)下一時刻質點的位移的變化來確定。(4)某時刻質點的回復力和加速度的方向：回復力總是指向平衡位置，回復力和加速度的方向相同，在圖象上總是指向t軸。(5)某段時間內(nèi)質點的位移、回復力、加速度、速度、動能和勢能的變化情況。(2)某時刻振動質點離開平衡位置的位移。162．利用簡諧運動圖象理解簡諧運動的對稱性：(如圖)2．利用簡諧運動圖象理解簡諧運動的對稱性：(如圖)17高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件18【典例2】

甲、乙兩彈簧振子的振動圖象如圖，則可知(

)A．兩彈簧振子完全相同B．兩彈簧振子所受回復力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C．振子甲速度為零時，振子乙速度最大D．兩振子的振動頻率之比f甲∶f乙＝2∶1E．振子乙速度為最大時，振子甲速度不一定為零周期之比T甲∶T乙＝2∶1頻率之比f甲∶f乙＝1∶2彈簧振子周期與振子質量、彈簧勁度系數(shù)k有關不同F(xiàn)＝－kxk不一定相同【典例2】甲、乙兩彈簧振子的振動圖象如圖，則可知()A19[題組突破]1．[簡諧運動圖象]某彈簧振子簡諧運動圖象，正確(

)A．t＝1s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值B．t＝2s時，振子的速度為負，加速度為正的最大值C．t＝3s時，振子的速度為負的最大值，加速度為零D．t＝4s時，振子的速度為正，加速度為負的最大值a＝0v＝0a為正的最大值a＝0[題組突破]A．t＝1s時，振子的速度為零，加速度為負的最202．[彈簧振子與振動圖象]如圖甲，彈簧振子以O點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子位移x隨時間t的變化圖象如圖乙，正確是(

)A．t＝0.8s時，振子的速度方向向左B．t＝0.2s時，振子在O點右側6cm處C．t＝0.4s和t＝1.2s時，振子的加速度完全相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小正a方向相反2．[彈簧振子與振動圖象]如圖甲，彈簧振子以O點為平衡位置，21[題后反思](1)簡諧運動的圖象不是振動質點的軌跡，它表示的是振動質點的位移隨時間變化的規(guī)律；(2)因回復力總是指向平衡位置，故回復力和加速度在圖象上總是指向t軸；(3)速度方向可以通過下一個時刻位移的變化來判定，下一個時刻位移如果增加，振動質點的速度方向就背離平衡位置，下一個時刻的位移如果減小，振動質點的速度方向就指向平衡位置。[題后反思]22高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件23高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件24高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件25周期T：振動物體運動一周的時間。周期T：振動物體運動一周的時間。262．[單擺的振動圖象]如圖為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是(

)A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機械能比乙擺大D．在t＝0.5s時有正向最大加速度的是乙擺E．由圖象可以求出當?shù)氐闹亓铀俣?．[單擺的振動圖象]如圖為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象273．[單擺模型的應用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小球B靜止在圓弧軌道的最低點O處，另有一小球A自圓弧軌道上C處由靜止?jié)L下，經(jīng)時間t與B發(fā)生正碰。碰后兩球分別在這段圓弧軌道上運動而未離開軌道。當兩球第二次相碰時(

)3．[單擺模型的應用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小28A．相間隔的時間為4tB．相間隔的時間為2tC．將仍在O處相碰D．可能在O點以外的其他地方相碰E．兩球在碰撞的瞬間水平方向上的動量守恒半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時間t與B發(fā)生正碰。當兩球第二次相碰時(

)小球運動：簡諧運動等效成：單擺兩球周期相同，碰后同時回到平衡位置平衡位置O點相碰，水平方向合力為0A．相間隔的時間為4t半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時291．自由振動、受迫振動和共振的關系比較1．自由振動、受迫振動和共振的關系比較30一、固有周期和固有頻率振動系統(tǒng)不受外力作用的振動固有振動：固有周期：固有振動的周期T0固有頻率：固有振動的頻率f0物體的振動周期與頻率由振動物體本身性質決定的，與振幅無關。如：

單擺：一、固有周期和固有頻率振動系統(tǒng)不受外力作用的振動固有振動：固311、阻尼振動：

振幅逐漸減小的振動2、阻尼振動的圖像3、振動系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動。4、實際的自由振動一定是阻尼振動物體在外力作用下的振動二，阻尼振動1、阻尼振動：2、阻尼振動的圖像3、振動系統(tǒng)受到的阻尼越大，32高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件333．[單擺模型的應用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小球B靜止在圓弧軌道的最低點O處，另有一小球A自圓弧軌道上C處由靜止?jié)L下，經(jīng)時間t與B發(fā)生正碰。碰后兩球分別在這段圓弧軌道上運動而未離開軌道。當兩球第二次相碰時(

)3．[單擺模型的應用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小34A．相間隔的時間為4tB．相間隔的時間為2tC．將仍在O處相碰D．可能在O點以外的其他地方相碰E．兩球在碰撞的瞬間水平方向上的動量守恒半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時間t與B發(fā)生正碰。當兩球第二次相碰時(

)小球運動：簡諧運動等效成：單擺兩球周期相同，碰后同時回到平衡位置平衡位置O點相碰，水平方向合力為0A．相間隔的時間為4t半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時35三、受迫振動1、驅動力作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動系統(tǒng)在驅動力作用下的振動3、受迫振動的特點

受迫振動的頻率總等于驅動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關。三、受迫振動1、驅動力作用在振動系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振36四、共振1、共振曲線2、共振

驅動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。f驅=f固，振幅有最大值橫軸：驅動力的頻率縱軸：受迫振動的振幅f驅與

f固差別越大振幅越小f固f驅四、共振1、共振曲線2、共振驅動力的頻率等于系統(tǒng)37[題組突破]1．[受迫振動]在一條張緊的繩子上掛四個擺，其中A、B兩擺的擺長相等。當A擺振動的時候，通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅動力，使其余各擺做受迫振動。觀察B、C、D擺的振動會發(fā)現(xiàn)(

)A．C擺的頻率最小

B．D擺的周期最大C．B擺的擺角最大

D．B、C、D的擺角相同受迫振動的頻率等于驅動力的頻率其余各擺的振動周期與A擺相同，頻率也相等[題組突破]A．C擺的頻率最小受迫振動的頻率等于382．(共振曲線)一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力頻率f的關系)如圖所示，則下列說法正確的是(

)A．此單擺的固有周期約為2sB．此單擺的擺長約為1mC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動E．此單擺的振幅是8cmf驅=f固2．(共振曲線)一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅39[題后感悟](1)無論發(fā)生共振與否，受迫振動的物體的頻率都等于驅動力的頻率，但只有發(fā)生共振現(xiàn)象時振幅才能達到最大。(2)受迫振動的物體的能量轉化不再只有動能和勢能的轉化，還有驅動力對它做正功補償其因克服阻力而損失的機械能。[題后感悟]40高三物理一輪復習《14-1機械振動》ppt課件411．一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當日風浪較大，游船上下浮動?？砂延未雍喕韶Q直方向的簡諧運動，振幅為20cm，周期為3.0s。當船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是(

)A．0.5s

B．0.75sC．1.0sD．1.5s振動方程：x＝Asinωt(從游船位于平衡位置開始計時）代入數(shù)據(jù):31.5=10cm0.2520101．一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當日風浪較大，游船上下浮動428．簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖甲，在彈簧振子的小球上安裝一支筆P，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆P在紙帶上畫出的就是小球振動圖象。取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移正方向，紙帶運動距離代表時間，得振動圖線如圖乙。正確(

)A．彈簧振子的周期為4sB．彈簧振子的振幅為10cmC．t＝17s時振子相對平衡位置的位移是10cmD．若紙帶運動的速度為2cm/s，振動圖線上1、3兩點間的距離是4cmE．2.5s時振子正在向x軸正方向運動13距離：s＝vt＝2cm/s×2s＝4cm8．簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖甲，在彈簧振子的434．(多選)在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動的白紙，一帶有鉛筆的彈簧振子在B、C兩點間做機械振動，可以在白紙上留下痕跡。已知彈簧的勁度系數(shù)為k＝10N/m，振子的質量為0.5kg，白紙移動速度為2m/s，彈簧彈性勢能的表達式，不計一切摩擦。在一次彈簧振子實驗中得到如圖所示的圖線，正確的是(

)A．該彈簧振子的振幅為1mB．該彈簧振子的周期為1sC．該彈簧振子的最大加速度為10m/s2D．該彈簧振子的最大速度為2m/sE．該彈簧振子的最大速度為m/s2m/s最大回復力:F＝kA＝10×0.5N＝5NC-O機械能守恒:4．(多選)在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動的白紙，4410．兩木塊A和B疊放在光滑水平面，質量分別m和M，A與B之間最大靜摩擦力fm，B與勁度系數(shù)為k的輕質彈簧連接構成彈簧振子，為使A和B在振動過程中不發(fā)生相對滑動，則(

)它們的振幅不能大于它們的最大加速度不能大于回復力最大:F＝kA最大位移處fmA、B間靜摩擦力達到最大牛頓第二定律以整體：F＝(M＋m)amFam＝kA10．兩木塊A和B疊放在光滑水平面，質量分別m和M，A與B之455．做簡諧運動的單擺，其擺長不變，若擺球的質量增加為原來的9/4倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的2/3，則單擺振動(

)B．周期不變，振幅變小單擺：不變機械能守恒：高度與質量無關平衡位置的速度減小則最大高度減小，即振幅減小最高點下擺到平衡位置：5．做簡諧運動的單擺，其擺長不變，若擺球的質量增加為原來的9467．圖(a)、(b)分別是甲、乙兩個單擺在同一位置處做簡諧運動的圖象，正確(

)A．甲、乙兩單擺的振幅之比為2∶1B．t＝2s時，甲單擺的重力勢能最小，乙單擺的動能為零C．甲、乙兩單擺的擺長之比為4∶1D．甲、乙兩單擺的擺球在最低點