上海高中物理機(jī)械振動

1、上海高中物理機(jī)械振動上海高中物理機(jī)械振動 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（上海高中物理機(jī)械振動）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為上海高中物理機(jī)械振動的全部內(nèi)容。機(jī)械振動一、 機(jī)械振動：1、 定義：物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動叫做機(jī)械振動。例如：枝頭上的小鳥飛離枝頭時,

2、樹枝會發(fā)生振動；蕩秋千時的來回運(yùn)動；人走路時，兩只手臂會自然地、有節(jié)奏地前后擺動2、機(jī)械振動主要特點(diǎn)：固定的“中心位置即平衡位置；周期性的“往復(fù)運(yùn)動即周期性和往復(fù)性；這也是判斷物體是否做機(jī)械振動的依據(jù)。中心位置又稱為平衡位置，即當(dāng)物體不再做往復(fù)運(yùn)動時,所最終停下來的位置。平衡位置是指運(yùn)動過程中一個明顯的分界點(diǎn),一般是振動停止時靜止的位置，并不是所有往復(fù)運(yùn)動的中點(diǎn)都是平衡位置。存在平衡位置是機(jī)械運(yùn)動的必要條件,有很多運(yùn)動，盡管也是往復(fù)運(yùn)動，但并不存在明顯的平衡位置,所以并非機(jī)械振動。例如：拍皮球、人來回走動。3、機(jī)械振動產(chǎn)生的條件：每當(dāng)物體離開平衡位置就會受到回復(fù)力的作用且所受到的阻力足夠小。二

3、、簡諧運(yùn)動1、彈簧振子理想化模型（1）概念：小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子，有時也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子。（2）理性化模型的條件：彈簧的質(zhì)量比小球小很多，可以認(rèn)為質(zhì)量集中于振子（小球)。小球需體積很小,可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理.忽略一切的摩擦及阻力作用.小球從平衡位置拉開的位移在彈簧的彈性限度內(nèi)。2、 回復(fù)力有一種玩具狗,它的頭部和尾部用較軟的彈簧跟身體相連.如果輕拍一下玩具狗,它便會不停地?fù)u頭晃尾起來，這就是彈簧引起的機(jī)械振動。如右圖：當(dāng)彈簧既不拉伸也不被壓縮時,小球靜止在桿上的點(diǎn),這時小球所受合力為零。點(diǎn)就是彈簧振子的平衡位置。振子在平衡位置點(diǎn)右側(cè)時，有一個向左的力；在平衡位置點(diǎn)左側(cè)

4、時，有一個向右的力，這個力總是促使物體回到平衡位置。結(jié)論： 物體做機(jī)械振動時，一定受到指向平衡位置的力，這個力的作用效果總能使物體回到中心位置,這個力叫回復(fù)力.回復(fù)力是根據(jù)力的效果命名的思考：以下兩種說法正確嗎？1、 振動的物體始終受到回復(fù)力的作用；2、 水面浮木上下振動時受到重力、水的浮力和回復(fù)力的作用.分析:彈簧振子在振動過程中，當(dāng)偏離平衡位置時，總是受到一個跟運(yùn)動方向(位移方向）相反、能使振子返回平衡位置的回復(fù)力,且這個回復(fù)力就是彈簧的彈力。由于彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力跟形變量成正比，對彈簧振子來說，也就是回復(fù)力跟振子的位移成正比，而回復(fù)力總是指向平衡位置，所以回復(fù)力的方向始終與位移方向

5、相反，它們之間的關(guān)系：其中，是一個常數(shù)，對于彈簧振子而言就是彈簧的勁度系數(shù)。負(fù)號表示回復(fù)力的方向始終跟位移的方向相反。注意:在平衡位置時，回復(fù)力為零;回復(fù)力：使物體返回平衡位置的力,方向總是指向平衡位置?；貜?fù)力特點(diǎn)：回復(fù)力是效果按效果命名的力;回復(fù)力可以是某個力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。補(bǔ)充說明： 由于振子總是在平衡位置兩側(cè)移動,如果我們以平衡位置作為參考點(diǎn)來研究振子的位移就更為方便。這樣表示出的位移稱為偏離平衡位置的位移.它的大小等于物體與平衡位置之間的距離，方向由平衡位置指向物體所在位置。(由初位置指向末位置）用表示。 偏離平衡位置的位移與某段時間內(nèi)位移的區(qū)別:偏離平衡

6、位置的位移是以平衡位置為起點(diǎn),以平衡位置為參考位置. 某段時間內(nèi)的位移,是默認(rèn)以這段時間內(nèi)的初位置為起點(diǎn)。3、彈簧振子運(yùn)動過程中各物理量的變化情況分析：結(jié)合右圖分析振子在一次全振動中回復(fù)力、偏離平衡位置的位移、加速度、速度的大小變化情況及方向。所謂全振動，做振動的質(zhì)點(diǎn)從某位置出發(fā)再次回到該位置，并保持與出發(fā)時相同運(yùn)動方向的過程稱為全振動。）x，方向由向f，方向由向a,方向由向v，方向由向振子做加速度不斷減小的加速運(yùn)動aoa）在o位置，x，f，a,v最大;）x，方向由 向f,方向由向a，方向由向v,方向由 向振子做加速度不斷增大的減速運(yùn)動）在位置，x最大，f最大,a最大，v）x,方向由 向f，方

7、向由向oa，方向由向ov，方向由o向振子做加速度不斷減小的加速運(yùn)動）在o位置,x，f，a,v最大；）x，方向由 向f,方向由向a，方向由向v，方向由 向振子做加速度不斷增大的減速運(yùn)動)在位置，x最大，f最大，a最大，v4、簡諧振動：彈簧振子由于偏離平衡位置的位移和回復(fù)力具有明顯的對稱性，導(dǎo)致其速度、加速度等都具有明顯的對稱性，形成的運(yùn)動是一種簡單而和諧的運(yùn)動。我們稱之為簡諧運(yùn)動.定義：質(zhì)點(diǎn)在大小與位移成正比,方向始終指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動稱為簡諧振動?；貜?fù)力：簡諧振動是一種最簡單、最基本的機(jī)械振動。例如:敲擊音叉后，兩個股叉上的質(zhì)點(diǎn)的振動；浮標(biāo)漂浮在水平面時的上、下浮動。練習(xí)：1、物

8、體（或者物體的一部分)在某一位置兩側(cè)附近做 周期性運(yùn)動,我們稱之為 ；從小朋友蕩秋千、彈簧振子的運(yùn)動可知，物體振動時受的阻力 ，必須受到一個指向 位置的力，我們稱之為 .2、彈簧振子振動中的位移定量描述的參照點(diǎn)是 ，是 量。3、對應(yīng)理想的彈簧振子,當(dāng)在外力作用下把球拉至b點(diǎn)釋放，在受到拉力作用下向o點(diǎn)做加速度 、速度 的非勻變速運(yùn)動,運(yùn)動到o點(diǎn)時 最大，小球有質(zhì)量，所以具有 ,還要繼續(xù)向c點(diǎn)運(yùn)動而壓縮彈簧，在向c的運(yùn)動中，速度 ，加速度 ,運(yùn)動到c點(diǎn)，速度變?yōu)?。由于 作用，又要從c點(diǎn)做 的運(yùn)動達(dá)到o點(diǎn)，并且速度又達(dá)到 ，于是再向b點(diǎn)做 的運(yùn)動，完成一次全振動。4、彈簧振子振動的回復(fù)力是 提供

9、的，大小為 ，方向?yàn)?。所以運(yùn)動過程中的加速度大小a= ,所以彈簧振子振動的加速度 。由此知勻變速直線的規(guī)律對簡諧運(yùn)動 應(yīng)用。彈簧振子的振動全過程，從能量的角度看，實(shí)際上是彈簧的 和小球的動能的轉(zhuǎn)化過程，在平衡位置 最大，在兩側(cè)的位置 最大.5、下列哪些物體的運(yùn)動屬于機(jī)械振動( )a、在水面上隨波運(yùn)動的小舟 b、在地面上拍打的籃球c、摩托車行駛時的顛簸 d、秋千的運(yùn)動6、關(guān)于振動的平衡位置，下列說法正確的是（）a、位移為零 b、回復(fù)力為零 c、加速度為零 d、合力為零 e、速度最大7、彈簧振子在光滑的水平地面上做簡諧振動，在振子向平衡位置運(yùn)動的過程中( ）a、振子受回復(fù)力逐漸增大 b、振子的位

10、移逐漸增大c、振子的速度逐漸減小 d、振子的加速度逐漸減小8、一個彈簧振子沿水平方向的x軸做簡諧運(yùn)動，原點(diǎn)o為平衡位置，在震動中某個時刻可能出現(xiàn)的情況是( ）a、位移與速度均為正，加速的度為負(fù)b、位移為負(fù)值,加速度為正值c、位移與加速度均為正值，速度為負(fù)值d、位移、速度、加速度均為負(fù)值9、關(guān)于簡諧運(yùn)動的物體的位移,加速度和速度之間的關(guān)系下列說法正確的是（ ）a、位移減小時，加速度減小，速度增大b、位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同c、物體的運(yùn)動方向指向平衡位置時，速度的方向跟位移的方向相同d、物體的運(yùn)動方向改變時，加速度的方向不變10、做簡諧運(yùn)動的水平彈簧振子,從彈簧伸長的最大位

11、置向平衡位置運(yùn)動時和彈簧壓縮的最大位置向平衡位置運(yùn)動時，下列說法正確的是（ ）a、都做加速運(yùn)動b、加速度都增大c、位移、回復(fù)力、動能都減小d、位移、回復(fù)力、勢能都減小11、彈簧振子關(guān)于平衡位置對稱的兩個點(diǎn)（除端點(diǎn)外）一定相同的物理量有哪些（ )a、位移 b、速度 c、回復(fù)力d、加速度 e、動能 f、動量 g、勢能提高練習(xí)：1、關(guān)于機(jī)械振動，下列正確的是（ ）a、每當(dāng)物體離開平衡位置就受到回復(fù)力的作用b、回復(fù)力的方向總是不變的 c、回復(fù)力不可能是恒力d、在機(jī)械震動中，物體運(yùn)動時所受的阻力足夠小 2、下列運(yùn)動屬于簡諧運(yùn)動的是（ )a、活塞在汽缸中的往復(fù)運(yùn)動b、拍皮球時，皮球的上下往復(fù)運(yùn)動c、音叉叉

12、股的振動d、小球在左右對稱的兩個斜面上的來回滾動3、簡諧運(yùn)動的平衡位置是指（ ）a、速度為零的位置b、回復(fù)力為零的位置c、加速度為零的位置d、位移最大的位置5、下列圖像中能正確反映簡諧運(yùn)動的加速度與位移關(guān)系的圖像是（ )6、簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)是（ )a、回復(fù)力跟位移成正比且方向相反b、速度跟位移成正比且方向相反c、加速度跟位移成正比且方向相反d、動能跟位移成正比且方向相反7、做簡諧運(yùn)動的振子每次通過同一個位置時，一定相同的物理量有( )a、位移相同 b、速度相同c、加速度相同 d、回復(fù)力相同e、動能相同 f、動量相同8、做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是（)、速度增大時，加速度減小、速度增大時,加

13、速度增大、加速度增大時，速度減小、加速度減小時,速度減小9、如下圖所示,小球自a點(diǎn)由靜止自由下落,到b點(diǎn)時與彈簧接觸,到c點(diǎn)時彈簧被壓縮到最短，若不計彈簧的質(zhì)量與空氣的阻力，則小球在c點(diǎn)的加速度a g（選填 、 =）10、如下圖所示，在光滑的水平面上有一個彈簧振子,已知輕彈簧的精度系數(shù)為k,開始時振子被拉到平衡位置的右側(cè)某處，此時拉力的大小為f,振子靜止，撤去拉力后，振子經(jīng)過實(shí)踐t，剛好可以通過平衡位置o點(diǎn)，此時振子的瞬時速度為v，則在此過程中，振子運(yùn)動的平均速度為多少？11、如圖所示，輕彈簧上端固定，下端掛一個質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，它在o點(diǎn)靜止時彈簧的伸長量為,現(xiàn)用力將質(zhì)點(diǎn)拉到a點(diǎn),撤去拉力后試證

14、明質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動。(彈簧的勁度系數(shù)為k)12、如下圖所示，在光滑的水平桌面上有一個質(zhì)量為m的小球，固定在一勁度系數(shù)為k的彈簧上。一質(zhì)量為m的子彈射入小球，在碰撞前瞬間子彈的速度為，方向沿彈簧的軸線.若碰后子彈與小球獲得共同速度,并忽略彈簧的質(zhì)量和空氣的阻力,求小球向左運(yùn)動的最大距離?（已知彈簧的形變量為時,彈簧的彈性勢能為）課后練習(xí)1、做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)位移為負(fù)值時，以下說法正確的是 （ )a速度一定為正值,加速度一定為正值b速度不一定為正值，但加速度一定為正值c速度一定為負(fù)值,加速度一定為正值d速度不一定為負(fù)值，加速度一定為負(fù)值2、在簡諧運(yùn)動中，振子每次經(jīng)過同一位置時，下列各組中描述

15、振動的物理量總是相同的是 ( ） a速度、加速度、動能b加速度、回復(fù)力和位移c加速度、動能和位移d位移、動能、回復(fù)力3、當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運(yùn)動時，下列說法正確的（ ）a振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一定相等b振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動過程中，彈簧彈力始終做負(fù)功c振子在振動過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供d振子在振動過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒4、關(guān)于彈簧振子做簡諧運(yùn)動時的能量，下列說法正確的有 ( ）a等于在平衡位置時振子的動能 b等于在最大位移時彈簧的彈性勢能 c等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和 d位移越大振動能量也越大 5彈簧振子作簡諧運(yùn)動時,以下說法正確的是:（ ) a振子通過平衡位置時，回復(fù)力一定為零b振子做減速運(yùn)動，加速度卻在增大c振子向平衡位置運(yùn)動時，加速度方向與速度方向相反d振子遠(yuǎn)離平衡位置