高考物理大一轮复习 第十二章 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第1讲 机械振动课件（选修34）

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1、第1讲　简谐运动第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论内容索引基础知识梳理命题点一简谐运动的规律命题点二简谐运动图象的理解和应用命题点三受迫振动和共振课时作业盘查拓展点基础知识梳理11.简谐运动(1)质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向.(2)平衡位置：物体在振动过程中为零的位置.(3)回复力①定义：使物体返回到的力.②方向：总是指向.③来源：属于力，可以是某一个力，也可以是几个力的______或某个力的.平衡位置回复力平衡位置平衡位置效果合力分力简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置吗？答案深度思考不是，

2、是回复力为零的位置.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弹簧质量要忽略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最大摆角小于5°回复力弹簧的提供摆球沿与摆线垂直方向(即切向)的分力平衡位置弹簧处于处最低点周期与振幅无关T＝2π能量转化与动能的相互转化，机械能守恒与动能的相互转化，机械能守恒弹力弹性势能重力原长重力势能做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度如何变化？答案深度思考一定减小.3.简谐运动的公式和图象(1)简谐运动的表达式①动力学表达式：F＝，其中“－”表示回复力与位移的方向相

3、反.②运动学表达式：x＝，其中A代表振幅，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.－kxAsin(ωt＋φ)初相(2)简谐运动的图象①从开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图甲所示.②从处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图乙所示.平衡位置最大位移4.受迫振动和共振(1)受迫振动系统在作用下的振动.做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率).(2)共振做受迫振动的物体，它的驱动力的频率与固有频率越接近，其振幅就越大，当二者时，振幅达到最

4、大，这就是共振现象.共振曲线如图所示.驱动力驱动力无关相等1.如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为A.1HzB.3HzC.4HzD.5Hz基础题组自测√答案解析受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1Hz，选项A正确.2.有一弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为0.5s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是答案解析√(1)质点相对平衡位置的位移的方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度

5、的方向相反？3.(人教版选修3－4P5第3题)如图所示，在t＝0到t＝4s的范围内回答以下问题.答案在0～1s,2～3s内位移方向跟它的瞬时速度方向相同；在1～2s,3～4s内位移方向跟它的瞬时速度方向相反.(2)质点在第2s末的位移是多少？答案(3)质点在前2s内走过的路程是多少？0答案20cm4.(人教版选修3－4P12第4题)如图所示为某物体做简谐运动的图象，在所画曲线的范围内回答下列问题.答案0.6s、1.2s、1.4s(1)哪些时刻物体的回复力与0.4s时刻的回复力相同？答案0.2s、1.0s、1.2s(2)哪些时刻物体的速度

6、与0.4s时刻的速度相同？答案0、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s和1.4s(3)哪些时刻的动能与0.4s时刻的动能相同？答案0.1～0.3s、0.5～0.7s、0.9～1.1s和1.3～1.5s(4)哪些时间的加速度在减小？答案0～0.1s、0.3～0.5s、0.7～0.9s、1.1～1.3s(5)哪些时间的势能在增大？命题点一简谐运动的规律2简谐运动的五大特征受力特征回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反运动特征靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小能

7、量特征振幅越大，能量越大.在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒周期性特征质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为对称性特征关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等(多选)如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m.t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时

8、，小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度的大小g＝10m/s2.以下判断正确的是A.h＝1.7mB.简谐运动的周期是0.8sC.0.6s内物块运动的路程是0.2mD.t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反