高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》課件

高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件1[高考命題解讀][高考命題解讀]2第1節(jié)機(jī)械振動(dòng)[循圖憶知]第1節(jié)機(jī)械振動(dòng)3高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件41、機(jī)械振動(dòng)：物體在平衡位置（中心位置）兩側(cè)附近所做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通常簡稱為振動(dòng)。

平衡位置：振子原來靜止時(shí)的位置2、彈簧振子理性化模型：不計(jì)阻力、彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略。3、簡諧運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象（x—t圖象）是一條正弦曲線。簡諧振動(dòng)小結(jié)1、機(jī)械振動(dòng)：物體在平衡位置（中心位置）兩側(cè)附近所做往復(fù)運(yùn)動(dòng)5回復(fù)力：振動(dòng)物體偏離平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力。一.簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力回復(fù)力：振動(dòng)物體偏離平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力61．簡諧運(yùn)動(dòng)中路程(s)與振幅(A)的關(guān)系(1)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程是振幅的4倍。(2)質(zhì)點(diǎn)在半個(gè)周期內(nèi)通過的路程是振幅的2倍。(3)質(zhì)點(diǎn)在四分之一周期內(nèi)通過的路程有三種情況：①計(jì)時(shí)起點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)特殊位置(兩個(gè)最大位移處和一個(gè)平衡位置)時(shí)，s＝A；②計(jì)時(shí)起點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在最大位移和平衡位置之間且向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，s＞A；③計(jì)時(shí)起點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在最大位移和平衡位置之間且向最大位移處運(yùn)動(dòng)時(shí)，s＜A。振幅A：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離。1．簡諧運(yùn)動(dòng)中路程(s)與振幅(A)的關(guān)系②計(jì)時(shí)起點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)72．簡諧運(yùn)動(dòng)的重要特征2．簡諧運(yùn)動(dòng)的重要特征8高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件9振幅周期初相位相位頻率簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式振幅周期初相位相位頻率簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式10【典例1】輕彈簧上端固定，下端連小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上正方向，物塊簡諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式y(tǒng)＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0時(shí)，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6s時(shí)，小球恰好與物塊處同一高度。取重力加速度大小g＝10m/s2。以下正確(

)A．h＝1.7mB．簡諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8sC．0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.2mD．t＝0.4s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反【典例1】輕彈簧上端固定，下端連小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧11【典例1】

y＝0.1sin(2.5πt)mt＝0時(shí)，一小球從距物塊h高處自由落下；

t＝0.6s時(shí)，同一高度A．h＝1.7mB．簡諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8sC．0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.2mD．t＝0.4s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反正0.2s0.4s0.6s0.1m-0.1m0.3m相同對小球：【典例1】y＝0.1sin(2.5πt)mA．h＝112[題組突破]1．[簡諧運(yùn)動(dòng)對稱性]一個(gè)彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，若從平衡位置開始計(jì)時(shí)，經(jīng)3s時(shí)，振子第一次到P點(diǎn)，又經(jīng)2s第二次經(jīng)P點(diǎn)。則該彈簧振子振動(dòng)周期可能(

)A．32s

B．16sC．8sD．4sPO3s1sOP3s1s[題組突破]PO3s1sOP3s1s13高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件141．根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)圖象可獲取的信息：(1)振幅A、周期T(或頻率f)和初相位φ(如圖所示)。1．根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)圖象可獲取的信息：15(2)某時(shí)刻振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移。(3)某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向：曲線上各點(diǎn)切線的斜率的大小和正負(fù)分別表示各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根據(jù)下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移的變化來確定。(4)某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力和加速度的方向：回復(fù)力總是指向平衡位置，回復(fù)力和加速度的方向相同，在圖象上總是指向t軸。(5)某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能和勢能的變化情況。(2)某時(shí)刻振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移。162．利用簡諧運(yùn)動(dòng)圖象理解簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性：(如圖)2．利用簡諧運(yùn)動(dòng)圖象理解簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性：(如圖)17高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件18【典例2】

甲、乙兩彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖，則可知(

)A．兩彈簧振子完全相同B．兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大D．兩振子的振動(dòng)頻率之比f甲∶f乙＝2∶1E．振子乙速度為最大時(shí)，振子甲速度不一定為零周期之比T甲∶T乙＝2∶1頻率之比f甲∶f乙＝1∶2彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)不同F(xiàn)＝－kxk不一定相同【典例2】甲、乙兩彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖，則可知()A19[題組突破]1．[簡諧運(yùn)動(dòng)圖象]某彈簧振子簡諧運(yùn)動(dòng)圖象，正確(

)A．t＝1s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值B．t＝2s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值C．t＝3s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零D．t＝4s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值a＝0v＝0a為正的最大值a＝0[題組突破]A．t＝1s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最202．[彈簧振子與振動(dòng)圖象]如圖甲，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)。取向右為正方向，振子位移x隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙，正確是(

)A．t＝0.8s時(shí)，振子的速度方向向左B．t＝0.2s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6cm處C．t＝0.4s和t＝1.2s時(shí)，振子的加速度完全相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸減小正a方向相反2．[彈簧振子與振動(dòng)圖象]如圖甲，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，21[題后反思](1)簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象不是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡，它表示的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律；(2)因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸；(3)速度方向可以通過下一個(gè)時(shí)刻位移的變化來判定，下一個(gè)時(shí)刻位移如果增加，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就背離平衡位置，下一個(gè)時(shí)刻的位移如果減小，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就指向平衡位置。[題后反思]22高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件23高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件24高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件25周期T：振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間。周期T：振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間。262．[單擺的振動(dòng)圖象]如圖為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象，下列說法中正確的是(

)A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大D．在t＝0.5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E．由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?．[單擺的振動(dòng)圖象]如圖為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象273．[單擺模型的應(yīng)用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小球B靜止在圓弧軌道的最低點(diǎn)O處，另有一小球A自圓弧軌道上C處由靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)間t與B發(fā)生正碰。碰后兩球分別在這段圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)而未離開軌道。當(dāng)兩球第二次相碰時(shí)(

)3．[單擺模型的應(yīng)用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小28A．相間隔的時(shí)間為4tB．相間隔的時(shí)間為2tC．將仍在O處相碰D．可能在O點(diǎn)以外的其他地方相碰E．兩球在碰撞的瞬間水平方向上的動(dòng)量守恒半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)間t與B發(fā)生正碰。當(dāng)兩球第二次相碰時(shí)(

)小球運(yùn)動(dòng)：簡諧運(yùn)動(dòng)等效成：單擺兩球周期相同，碰后同時(shí)回到平衡位置平衡位置O點(diǎn)相碰，水平方向合力為0A．相間隔的時(shí)間為4t半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)291．自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較1．自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較30一、固有周期和固有頻率振動(dòng)系統(tǒng)不受外力作用的振動(dòng)固有振動(dòng)：固有周期：固有振動(dòng)的周期T0固有頻率：固有振動(dòng)的頻率f0物體的振動(dòng)周期與頻率由振動(dòng)物體本身性質(zhì)決定的，與振幅無關(guān)。如：

單擺：一、固有周期和固有頻率振動(dòng)系統(tǒng)不受外力作用的振動(dòng)固有振動(dòng)：固311、阻尼振動(dòng)：

振幅逐漸減小的振動(dòng)2、阻尼振動(dòng)的圖像3、振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼過大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)。4、實(shí)際的自由振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)物體在外力作用下的振動(dòng)二，阻尼振動(dòng)1、阻尼振動(dòng)：2、阻尼振動(dòng)的圖像3、振動(dòng)系統(tǒng)受到的阻尼越大，32高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件333．[單擺模型的應(yīng)用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小球B靜止在圓弧軌道的最低點(diǎn)O處，另有一小球A自圓弧軌道上C處由靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)間t與B發(fā)生正碰。碰后兩球分別在這段圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)而未離開軌道。當(dāng)兩球第二次相碰時(shí)(

)3．[單擺模型的應(yīng)用]為半徑很大的光滑圓弧軌道上的一小段，小34A．相間隔的時(shí)間為4tB．相間隔的時(shí)間為2tC．將仍在O處相碰D．可能在O點(diǎn)以外的其他地方相碰E．兩球在碰撞的瞬間水平方向上的動(dòng)量守恒半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)間t與B發(fā)生正碰。當(dāng)兩球第二次相碰時(shí)(

)小球運(yùn)動(dòng)：簡諧運(yùn)動(dòng)等效成：單擺兩球周期相同，碰后同時(shí)回到平衡位置平衡位置O點(diǎn)相碰，水平方向合力為0A．相間隔的時(shí)間為4t半徑很大光滑圓弧A自C處靜止?jié)L下，經(jīng)時(shí)35三、受迫振動(dòng)1、驅(qū)動(dòng)力作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)3、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)

受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。三、受迫振動(dòng)1、驅(qū)動(dòng)力作用在振動(dòng)系統(tǒng)上的周期性外力2、受迫振36四、共振1、共振曲線2、共振

驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。f驅(qū)=f固，振幅有最大值橫軸：驅(qū)動(dòng)力的頻率縱軸：受迫振動(dòng)的振幅f驅(qū)與

f固差別越大振幅越小f固f驅(qū)四、共振1、共振曲線2、共振驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)37[題組突破]1．[受迫振動(dòng)]在一條張緊的繩子上掛四個(gè)擺，其中A、B兩擺的擺長相等。當(dāng)A擺振動(dòng)的時(shí)候，通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺做受迫振動(dòng)。觀察B、C、D擺的振動(dòng)會(huì)發(fā)現(xiàn)(

)A．C擺的頻率最小

B．D擺的周期最大C．B擺的擺角最大

D．B、C、D的擺角相同受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率其余各擺的振動(dòng)周期與A擺相同，頻率也相等[題組突破]A．C擺的頻率最小受迫振動(dòng)的頻率等于382．(共振曲線)一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則下列說法正確的是(

)A．此單擺的固有周期約為2sB．此單擺的擺長約為1mC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)E．此單擺的振幅是8cmf驅(qū)=f固2．(共振曲線)一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅39[題后感悟](1)無論發(fā)生共振與否，受迫振動(dòng)的物體的頻率都等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，但只有發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)振幅才能達(dá)到最大。(2)受迫振動(dòng)的物體的能量轉(zhuǎn)化不再只有動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化，還有驅(qū)動(dòng)力對它做正功補(bǔ)償其因克服阻力而損失的機(jī)械能。[題后感悟]40高三物理一輪復(fù)習(xí)《14-1機(jī)械振動(dòng)》ppt課件411．一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動(dòng)。可把游船浮動(dòng)簡化成豎直方向的簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅為20cm，周期為3.0s。當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí)，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10cm時(shí)，游客能舒服地登船。在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)間是(

)A．0.5s

B．0.75sC．1.0sD．1.5s振動(dòng)方程：x＝Asinωt(從游船位于平衡位置開始計(jì)時(shí)）代入數(shù)據(jù):31.5=10cm0.2520101．一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動(dòng)428．簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖線可用下述方法畫出：如圖甲，在彈簧振子的小球上安裝一支筆P，讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)，筆P在紙帶上畫出的就是小球振動(dòng)圖象。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移正方向，紙帶運(yùn)動(dòng)距離代表時(shí)間，得振動(dòng)圖線如圖乙。正確(

)A．彈簧振子的周期為4sB．彈簧振子的振幅為10cmC．t＝17s時(shí)振子相對平衡位置的位移是10cmD．若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2cm/s，振動(dòng)圖線上1、3兩點(diǎn)間的距離是4cmE．2.5s時(shí)振子正在向x軸正方向運(yùn)動(dòng)13距離：s＝vt＝2cm/s×2s＝4cm8．簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖線可用下述方法畫出：如圖甲，在彈簧振子的434．(多選)在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動(dòng)的白紙，一帶有鉛筆的彈簧振子在B、C兩點(diǎn)間做機(jī)械振動(dòng)，可以在白紙上留下痕跡。已知彈簧的勁度系數(shù)為k＝10N/m，振子的質(zhì)量為0.5kg，白紙移動(dòng)速度為2m/s，彈簧彈性勢能的表達(dá)式，不計(jì)一切摩擦。在一次彈簧振子實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的圖線，正確的是(

)A．該彈簧振子的振幅為1mB．該彈簧振子的周期為1sC．該彈簧振子的最大加速度為10m/s2D．該彈簧振子的最大速度為2m/sE．該彈簧振子的最大速度為m/s2m/s最大回復(fù)力:F＝kA＝10×0.5N＝5NC-O機(jī)械能守恒:4．(多選)在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動(dòng)的白紙，4410．兩木塊A和B疊放在光滑水平面，質(zhì)量分別m和M，A與B之間最大靜摩擦力fm，B與勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子，為使A和B在振動(dòng)過程中不發(fā)生相對滑動(dòng)，則(

)它們的振幅不能大于它們的最大加速度不能大于回復(fù)力最大:F＝kA最大位移處fmA、B間靜摩擦力達(dá)到最大牛頓第二定律以整體：F＝(M＋m)amFam＝kA10．兩木塊A和B疊放在光滑水平面，質(zhì)量分別m和M，A與B之455．做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺，其擺長不變，若擺球的質(zhì)量增加為原來的9/4倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的2/3，則單擺振動(dòng)(

)B．周期不變，振幅變小單擺：不變機(jī)械能守恒：高度與質(zhì)量無關(guān)平衡位置的速度減小則最大高度減小，即振幅減小最高點(diǎn)下擺到平衡位置：5．做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺，其擺長不變，若擺球的質(zhì)量增加為原來的9467．圖(a)、(b)分別是甲、乙兩個(gè)單擺在同一位置處做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，正確(

)A．甲、乙兩單擺的振幅之比為2∶1B．t＝2s時(shí)，甲單擺的重力勢能最小，乙單擺的動(dòng)能為零C．甲、乙兩單擺的擺長之比為4∶1D．甲、乙兩單擺的擺球在最低點(diǎn)