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《高考物理第一轮总复习课件：选修3-4第12章第1节》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、选修3－4第12章 机械振动 机械波第12章 机械振动 机械波第12章 机械振动 机械波第1节 机械振动基础梳理自学导引一、简谐运动1.简谐运动的概念及图像(1)弹簧振子的概念、平衡位置及其位移－时间图像.(2)简谐运动:如果质点的位移与时间的关系遵从_______函数的规律,这样的振动叫做简谐运动.正弦(3)简谐运动的图像是一条_____曲线.2.简谐运动的描述(1)振幅:振动物体离开平衡位置的___________距离叫做振幅.(2)周期和频率:做简谐运动的物体完成一次_________所需要的时间,叫做振动的周期.
2、正弦最大全振动单位时间内完成________的次数叫做振动的频率.周期的单位是秒(s),频率的单位是赫兹(Hz).(3)相位:做周期性运动的物体在各个时刻所处的不同状态叫做相位.全振动(4)简谐运动的表达式:x＝Asin(ωt＋φ).式中A代表简谐运动的振幅;ω＝2πf,表示简谐运动的快慢;(ωt＋φ)代表简谐运动的相位;φ叫做初相位.(5)相位差:两个同频简谐运动的初相位的差值叫做相位差.思考感悟1.简谐运动的图像是振动质点的实际轨迹吗？提示:不是.3.简谐运动的回复力回复力的大小总是与它偏离平衡位置的位移大小成正比,
3、并且总是指向平衡位置.4.简谐运动的能量在简谐运动中,物体的动能与势能的总和保持__________.不变二、简谐运动的两种模型弹簧振子单摆模型示意图模型比较项目弹簧振子单摆特点(1)忽略摩擦力,弹簧对小球的弹力提供回复力(2)弹簧的质量可忽略(1)细线的质量、球的直径均可忽略(2)摆角θ很小(3)重力的切向分力提供回复力模型比较项目弹簧振子单摆公式回复力F＝－kx模型比较项目思考感悟2.单摆摆动过程中是重力和绳子拉力的合力充当回复力吗？提示:不是.由重力沿切向的分量充当.三、外力作用下的振动1.自由振动:振动系统不受外
4、力作用时的振动叫做自由振动.自由振动的频率称为固有频率.固有周期和固有频率只由__________本身的特性决定,与__________的频率、__________等外界因素无关.振动系统驱动力振幅2.阻尼振动:振动中有阻力作用,振幅逐渐_________的振动叫做阻尼振动.3.受迫振动:物体在周期性的外力驱动下的运动叫做受迫振动.受迫振动的频率等于_________驱动力的频率,与做受迫振动的物体的____________无关.减小周期性固有频率4.共振:当驱动力的频率_______做受迫振动的物体的固有频率时,物体的
5、振幅________,这种现象叫做共振.等于最大要点透析直击高考一、简谐振动的几个特征1.受力特征:简谐运动的回复力满足F＝－kx,位移x与回复力的方向相反,由牛顿第二定律知,加速度a与位移大小成正比,方向相反.2.运动特征:当物体靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;当物体远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小.3.能量特征:对单摆和弹簧振子来说,振幅越大,能量越大.在运动过程中,动能和势能相互转化,机械能守恒.4.对称性特征(1)在关于平衡位置对称的两点,振动质点的x、F、a等大反向,振动质点的Ek、Ep等大,
6、v大小相等,方向可能相同也可能相反.图12－1－1(2)振动质点在两个确定的点之间来回运动,所用的时间相等,质点经过关于平衡位置对称的两线段所用时间相等.如图12－1－1中tBC＝tB′C′.5.周期性特征(1)每经过一个周期,描述振动的物理量其大小和方向都恢复到原状态.(2)振动质点在一个周期内通过的路程为4A(A为振幅).半个周期通过的路程为2A,但四分之一周期内通过的路程可能大于A也可能等于A,还可能小于A,这要看从何位置开始计时.即时应用1.一弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过O点时开始计时,经过0.3s
7、,第一次到达M点,再经过0.2s第二次到达M点,则弹簧振子的周期为()A.0.53sB.1.4sC.1.6sD.3s解得T＝1.6s.如图乙所示,若振子一开始从平衡位置向B运动,设M′与M关于O点对称,则振子从M′经B到M′所用的时间与振子从M经C到M所需时间相等,即0.2s.振子从O到M′和从M′到O及从O到M所需时间相等,为二、振动图像的应用1.确定振动的振幅.如图12－1－2所示的振幅是10cm.图12－1－22.确定振动物体在任意时刻的位移.如图12－1－2中,对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝＋7cm,x2＝
8、－5cm.3.确定振动周期和频率.振动图像上一个完整的正弦(余弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期.由图12－1－2可知,5.比较各时刻质点加速度的大小和方向.如图12－1－2中t1时刻质点位移x1为正,则加速度a1为负;t2时刻质点位移x2为负,则加速度a2为正,又因为
9、x1
10、＞
11、x2
12、,所以
13、a1
14、＞
15、a2
16、
