高二物理第五講.doc

第五講 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其描述知識(shí)要點(diǎn)1機(jī)械振動(dòng)的定義：物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)2回復(fù)力的概念：振子所受到的迫使它回到平衡位置的力 注意：回復(fù)力是根據(jù)力的效果來(lái)命名的，可以是各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)概念：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng) 特征是：Fkx，akxm(特例：彈簧振子)4彈簧的的彈力：遵守胡克定律即彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小f跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比公式為fkx，其中xl后l原或xl原l后，k為彈簧的勁度系數(shù)，簡(jiǎn)稱勁度5簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位移、回復(fù)力、速度、加速度的變化規(guī)律 (1)振動(dòng)中的位移x都是以平衡位置為起點(diǎn)的，方向從平衡位置指向末位置、大小為這兩位置間的直線距離，在兩個(gè)“端點(diǎn)”最大，在平衡位置為零 (2)加速度a的變化與F回的變化是一致的，在兩個(gè)“端點(diǎn)”最大，在平衡位置為零，方向總是指向平衡位置(3)速度大小v與加速度a的變化恰好相反，在兩個(gè)“端點(diǎn)”為零，在平衡位里最大除兩個(gè)“端點(diǎn)”外任一個(gè)位置的速度方向都有兩種可能6振幅A的概念：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離稱為振幅它是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量7周期和頻率的概念：振動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間稱為振動(dòng)周期，單位是秒；單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)稱為振動(dòng)頻率，單位是赫茲(Hz)周期和頻率都是描述振動(dòng)快慢的物理量 注意：全振動(dòng)是指物體先后兩次運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(位移和速度)完全相同所經(jīng)歷的過(guò)程振動(dòng)物體在一個(gè)全振動(dòng)過(guò)程通過(guò)的路程等于4個(gè)振幅8周期和頻率的關(guān)系：T9簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：例1 一彈簧振子作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的有： A若位移為負(fù)值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值； B振子通過(guò)平衡位置時(shí)，速度為零，加速度最大； C振子每次通過(guò)平衡位置時(shí)，加速度相同，速度也一定相同； D振子每次通過(guò)同一位置時(shí)，其速度不一定相同，但加速度和位移一定相同例2 彈簧振子在AA間作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，AA間距離是 10cm，AA運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1s，則(如圖1) A從OAO振子作了一次全振動(dòng)；圖1 B振動(dòng)周期是1s，振幅是10cm； C經(jīng)過(guò)兩次全振動(dòng)，通過(guò)的路程是20Cm； D從A開(kāi)始經(jīng)過(guò)3 s，振子通過(guò)的路程是30cm 例3 某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，先后以同樣的速度通過(guò)相距l(xiāng)的a、b兩點(diǎn)(如圖2所示)，用的時(shí)間是1s過(guò)b點(diǎn)后再經(jīng)1s以相反方向的速度(相同的速率)再次通過(guò)b點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)圖2作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T_針對(duì)訓(xùn)練1、關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中可能存在的是： A在某一時(shí)刻，它的動(dòng)量和回復(fù)力的方向相同，與位移的方向相反； B在某一時(shí)刻，它的動(dòng)量、位移和加速度的方向都相同； C在某一段時(shí)間內(nèi)，它的回復(fù)力的大小增大，動(dòng)能也增大； D在某一段時(shí)間內(nèi)，它的勢(shì)能減小，加速度的大小也減小2、一彈簧振子在振動(dòng)過(guò)程中的某段時(shí)間內(nèi)其加速度越來(lái)越大，則在這段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于振子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是： A振子的速度越來(lái)越大 B振子正向平衡位置運(yùn)動(dòng)； C振子的速度方向與加速度方向一致 D振子的位移越來(lái)越大3、作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，一定相同的物理量是： A速度； B位移； C回復(fù)力； D加速度4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是下列哪一種運(yùn)動(dòng)： A勻變速運(yùn)動(dòng)； B勻速直線運(yùn)動(dòng)； C變加速運(yùn)動(dòng)； D勻加速直線運(yùn)動(dòng)5、在水平方向上振動(dòng)的彈簧振子如圖3所示，則振子的受力情況是：圖3 A重力、支持力和彈簧的彈力； B重力、支持力、彈簧的彈力和回復(fù)力； C重力、支持力和回復(fù)力； D重力、支持力、摩擦力和回復(fù)力6、如圖4所示，是一彈簧振子，設(shè)向右方向?yàn)檎?，O為平衡位置，則： AAO位移為負(fù)值，速度為正值； BOA時(shí)，位移為正值，加速度為負(fù)值；圖4 CAO時(shí)，位移為負(fù)值，速度為負(fù)值； DOA時(shí)，位移為負(fù)值，加速度為正值 7、如圖5所示，彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)力，O為平衡位置，A、B為其最大位移處，當(dāng)振子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，即t0則下述說(shuō)法中正確的是： A當(dāng)振子的速度再次與0時(shí)刻相同時(shí)，則彈簧振子經(jīng)過(guò)的時(shí)間一定是一個(gè)周期； B當(dāng)振子第二次通過(guò)P點(diǎn)時(shí)，振子的速度一定與0時(shí)刻的速度相同；圖5 C當(dāng)振子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)，其加速度與速度均與0時(shí)刻相同； D當(dāng)振子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)，其加速度與0時(shí)刻相同，而速度不一定相同8、如圖6，彈簧振子以O(shè)為平衡位置在AA間振動(dòng)，AA5 cm振子由OA所需時(shí)間是0.1s，則： A振幅是2.5cm； B振動(dòng)周期是0.2s；圖6 C經(jīng)3個(gè)全振動(dòng)，振子通過(guò)的路程是30cm； D不論從那個(gè)位置開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)兩個(gè)全振動(dòng)，振子的位移都是零9、一彈簧振子完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間為2.4s，當(dāng)它從平衡位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)1.9s時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況是： A向右減速； B向右加速； C向左減速； D向左加速10、彈簧振子的振幅增大到原來(lái)的2倍時(shí)(未超過(guò)彈性限度)，下列說(shuō)法中正確的是： A周期不變 B周期增大到原來(lái)的2倍； C周期增大到原來(lái)的4倍 D周期減小到原的 11、甲、乙兩個(gè)物體作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，甲振動(dòng)20次時(shí)，乙振動(dòng)了40次，則甲、乙振動(dòng)周期之比是多少？若甲的振幅增大了2倍而乙振幅不變，則甲、乙周期之比又是多少？ 12、一物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，物體通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為v，經(jīng)1s后物體第一次以速度v通過(guò)B點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)1s物體緊接著又通過(guò)B點(diǎn)已知物體在2s內(nèi)所走的總路程為12cm，則該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期和振幅分別為多少？ 13、一個(gè)在豎直方向振動(dòng)的彈簧振子，其周期為T，當(dāng)振子由平衡位置O向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，處在與平衡位置O在同一水平線上的另一小球恰以某速度V0開(kāi)始豎直上拋求當(dāng)v0多大時(shí)，振子和小球由振動(dòng)的平