高考語文復習 作文技法點撥 4 議論文論證方法課件 (173)

1、第第1課時機械振動課時機械振動 考點一考點一 簡諧運動的規(guī)律簡諧運動的規(guī)律1受力特征：簡諧運動的回復力滿足受力特征：簡諧運動的回復力滿足Fkx,位移位移x與與回復力的方向相反由牛頓第二定律知回復力的方向相反由牛頓第二定律知,加速度加速度a與位移與位移大小成正比大小成正比,方向相反方向相反. 2運動特征：當物體靠近平衡位置時運動特征：當物體靠近平衡位置時,x、F、a都減小都減小,但但v增大增大,到達平衡位置時到達平衡位置時v最大；當物體遠離平衡位置最大；當物體遠離平衡位置時時,x、F、a都增大都增大,v減小減小3能量特征：對單擺和彈簧振子來說能量特征：對單擺和彈簧振子來說,振幅越大振幅越大,能量

2、越能量越大在運動過程中大在運動過程中,動能和勢能相互轉(zhuǎn)化動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,機械能守恒機械能守恒4周期性特征：物體做簡諧運動時周期性特征：物體做簡諧運動時,其位移、回復力、其位移、回復力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性變化加速度、速度等矢量都隨時間做周期性變化,它們的變化它們的變化周期就是簡諧運動的周期周期就是簡諧運動的周期(T)；物體的動能和勢能也隨時；物體的動能和勢能也隨時間做周期性變化間做周期性變化,其變化周期為其變化周期為T/2.5對稱性特征對稱性特征(1)速率的對稱性：物體在關于平衡位置對稱的兩位置具速率的對稱性：物體在關于平衡位置對稱的兩位置具有相等的速率有相等的速率(2)時間

3、的對稱性：物體通過關于平衡位置對稱的兩段位時間的對稱性：物體通過關于平衡位置對稱的兩段位移的時間相等在振動過程中移的時間相等在振動過程中,物體通過任意兩點物體通過任意兩點A、B的的時間與逆向通過這兩點的時間相等時間與逆向通過這兩點的時間相等(3)加速度的對稱性：物體在關于平衡位置對稱的兩位置加速度的對稱性：物體在關于平衡位置對稱的兩位置具有等大、反向的加速度具有等大、反向的加速度【例例1】(多選多選)(2015山東卷山東卷)如圖所示如圖所示,輕彈簧上端固定輕彈簧上端固定,下端連接一小物塊下端連接一小物塊,物塊沿豎直方向做簡諧運動以豎直向物塊沿豎直方向做簡諧運動以豎直向上為正方向上為正方向,物塊

4、簡諧運動的表達式為物塊簡諧運動的表達式為y0.1sin(2.5t) mt0時刻時刻,一小球從距物塊一小球從距物塊h高處自由落下高處自由落下,t0.6 s 時時,小球恰小球恰好與物塊處于同一高度取重力加速度的大小為好與物塊處于同一高度取重力加速度的大小為g10 m/s2.以下判斷正確的是以下判斷正確的是()A. h1.7 mB. 簡諧運動的周期是簡諧運動的周期是0.8 sC. 0.6 s內(nèi)物塊運動的路程是內(nèi)物塊運動的路程是0.2 mD. t0.4 s時時,物塊與小球運動方向相反物塊與小球運動方向相反規(guī)規(guī) 律律 總總 結(jié)結(jié)(1)做簡諧運動的物體經(jīng)過平衡位置時做簡諧運動的物體經(jīng)過平衡位置時, ,回復

5、力一定為零回復力一定為零, ,但所受合外力不一定為零但所受合外力不一定為零(2)由于簡諧運動具有周期性和對稱性由于簡諧運動具有周期性和對稱性, ,因此涉及簡諧運動因此涉及簡諧運動時往往出現(xiàn)多解時往往出現(xiàn)多解, ,分析時應特別注意位移相同時回復力、分析時應特別注意位移相同時回復力、加速度、動能和勢能等可以確定加速度、動能和勢能等可以確定, ,但速度可能有兩個方向但速度可能有兩個方向, ,由于周期性由于周期性, ,運動時間也不能確定運動時間也不能確定1(多選多選)(2016開封模擬開封模擬)彈簧振子做簡諧運動彈簧振子做簡諧運動,O為平為平衡位置衡位置,當它經(jīng)過點當它經(jīng)過點O時開始計時時開始計時,經(jīng)

6、過經(jīng)過0.3 s,第一次到達第一次到達點點M,再經(jīng)過再經(jīng)過0.2s第二次到達點第二次到達點M,則彈簧振子的周期為則彈簧振子的周期為()A0.53 s B1.4 sC1.6 s D3 s 考點二考點二 簡諧運動的圖象簡諧運動的圖象1簡諧運動的圖象簡諧運動的圖象2.振動圖象的信息振動圖象的信息(1)由圖象可以看出振幅、周期由圖象可以看出振幅、周期(2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移(3)可以根據(jù)圖象確定某時刻質(zhì)點回復力、加速度和可以根據(jù)圖象確定某時刻質(zhì)點回復力、加速度和速度的方向速度的方向回復力和加速度的方向：因回復力總是指向平衡回復力和加速度的方向：因回

7、復力總是指向平衡位置位置,故回復力和加速度在圖象上總是指向故回復力和加速度在圖象上總是指向t軸軸速度的方向：速度的方向可以通過下一時刻位移速度的方向：速度的方向可以通過下一時刻位移的變化來判定的變化來判定,若下一時刻位移增大若下一時刻位移增大,振動質(zhì)點的速度振動質(zhì)點的速度方向就是遠離方向就是遠離t軸軸,若下一時刻位移減小若下一時刻位移減小,振動質(zhì)點的速振動質(zhì)點的速度方向就是指向度方向就是指向t軸軸【例例2】(2014重慶卷重慶卷)一豎直懸掛的彈簧振子一豎直懸掛的彈簧振子,下端裝有下端裝有一記錄筆一記錄筆,在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙,當振子上下振動時當振子上下振動時,以速率

8、以速率v水平向左勻速拉動記錄紙水平向左勻速拉動記錄紙,記錄筆在紙上留下如圖記錄筆在紙上留下如圖所示的圖象所示的圖象,y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標由此為紙上印跡的位置坐標由此圖求振動的周期和振幅圖求振動的周期和振幅2(多選多選)(2016徐州質(zhì)檢徐州質(zhì)檢)一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖所示所示,質(zhì)點的速度方向與加速度方向相同的時間段是質(zhì)點的速度方向與加速度方向相同的時間段是()A00.3 sB0.30.6 sC0.60.9 sD0.91.2 s解析：解析：質(zhì)點做簡諧運動時加速度方向與回復力方向相同質(zhì)點做簡諧運動時加速度方向與回復力方向相同, ,與位與

9、位移方向相反移方向相反, ,總是指向平衡位置；位移增大時速度方向與位移總是指向平衡位置；位移增大時速度方向與位移方向相同方向相同, ,位移減小時速度方向與位移方向相反位移減小時速度方向與位移方向相反參考答案：參考答案：BD 考點三考點三 受迫振動和共振的應用受迫振動和共振的應用1受迫振動受迫振動(1)概念：振動系統(tǒng)在周期性外力作用下的振動概念：振動系統(tǒng)在周期性外力作用下的振動(2)特點：受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率特點：受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,跟系統(tǒng)的固跟系統(tǒng)的固有頻率無關有頻率無關2共振共振(1)現(xiàn)象：當驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時現(xiàn)象：當驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,受迫

10、振受迫振動的振幅最大動的振幅最大(2)條件：驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率條件：驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率(3)特征：共振時振幅最大特征：共振時振幅最大(4)共振曲線：如圖所示共振曲線：如圖所示3自由振動、受迫振動和共振的關系比較自由振動、受迫振動和共振的關系比較【例例3】(2016太原模擬太原模擬)一個單擺在地面上做受迫振一個單擺在地面上做受迫振動動,其共振曲線其共振曲線(振幅振幅A與驅(qū)動力頻率與驅(qū)動力頻率f的關系的關系)如圖所示如圖所示,則則()A此單擺的固有周期約為此單擺的固有周期約為0.5 sB此單擺的擺長約為此單擺的擺長約為1 mC若擺長增大若擺長增大,單擺的固有頻率增大單擺的固

11、有頻率增大D若擺長增大若擺長增大,共振曲線的峰將向右移動共振曲線的峰將向右移動3(多選多選)(2016蘇州模擬蘇州模擬)如圖所示如圖所示,A球振動后球振動后,通過水平通過水平細繩迫使細繩迫使B、C振動振動,振動達到穩(wěn)定時振動達到穩(wěn)定時,下列說法中正確的下列說法中正確的是是()A只有只有A、C的振動周期相等的振動周期相等BC的振幅比的振幅比B的振幅小的振幅小CC的振幅比的振幅比B的振幅大的振幅大DA、B、C的振動周期相等的振動周期相等單擺模型問題的特點和應用單擺模型問題的特點和應用單擺是一種理想化的物理模型單擺是一種理想化的物理模型,其周期公式其周期公式T2,其中其中l(wèi)為為等效擺長：擺動圓弧的圓

12、心到擺球重心的距離如圖甲等效擺長：擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離如圖甲所示的雙線擺的擺長所示的雙線擺的擺長lrLcos .乙圖中小球乙圖中小球(可看作質(zhì)可看作質(zhì)點點)在半徑為在半徑為R的光滑圓槽中靠近的光滑圓槽中靠近A點振動點振動,其等效擺長為其等效擺長為lR. 方方 法法 技技 巧巧 思思 維維 提提 升升典例典例如圖所示如圖所示,在水平地面上有一段光滑圓弧形槽在水平地面上有一段光滑圓弧形槽,弧的半弧的半徑是徑是R,所對圓心角小于所對圓心角小于10,現(xiàn)在圓弧的右側(cè)邊緣現(xiàn)在圓弧的右側(cè)邊緣M處放一個處放一個小球小球A,使其由靜止下滑使其由靜止下滑(1)求小球由求小球由M至至O的過程中所需時間的過程中所需時間t為多少？在此過程中能為多少？在此過程中能量如何轉(zhuǎn)化量如何轉(zhuǎn)化(定性說明定性說明)?(2)若在若在MN圓弧上存在兩點圓弧上存在兩點P、Q,且且P、Q關于關于O對稱對稱,且已測且已測得小球得小球A由由P直達直