地理陸明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境_第1頁(yè)
地理陸明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境_第2頁(yè)
地理陸明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境_第3頁(yè)
地理陸明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境_第4頁(yè)
地理陸明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第十一章

機(jī)械振動(dòng)第一頁(yè),共36頁(yè)。第十一章機(jī)械振動(dòng)第一頁(yè),共36頁(yè)。章末總結(jié)(zǒngjié)第二頁(yè),共36頁(yè)。章末總結(jié)(zǒngjié)第二頁(yè),共36頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)構(gòu)建區(qū)第三頁(yè),共36頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)構(gòu)建區(qū)第三頁(yè),共36頁(yè)。機(jī)械振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(yùndòng)特征(tèzhēng)受力特點(diǎn)(tèdiǎn):F=-kx運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):a=-

(變加速運(yùn)動(dòng)),周

期性和對(duì)稱(chēng)性振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化規(guī)律:正弦(或

余弦)函數(shù)規(guī)律x=Asin(ωt+φ)描述物理量位移x:以

為參考點(diǎn)平衡位置振幅A:離開(kāi)平衡位置的最大距離第四頁(yè),共36頁(yè)。機(jī)簡(jiǎn)諧特征(tèzhēng)受力特點(diǎn)(tèdiǎn):F=機(jī)械振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)描述物理量周期T:完成(wánchéng)需要的時(shí)間一次全振動(dòng)(zhèndòng)頻率(pínlǜ)f:內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)單位時(shí)間相位:描述周期性運(yùn)動(dòng)在各

時(shí)刻所處狀態(tài)T=振動(dòng)圖象正弦(或余弦)曲線(xiàn)物理意義:描述振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間

的變化規(guī)律圖象信息:振幅A、周期T、各時(shí)刻位移x振動(dòng)的能量:動(dòng)能與勢(shì)能之和第五頁(yè),共36頁(yè)。機(jī)簡(jiǎn)描物理量周期T:完成(wánchéng)機(jī)械振動(dòng)兩個(gè)(liǎnɡɡè)理想化模型彈簧(tánhuáng)振子:由彈簧(tánhuáng)和小球組成,忽略阻力,由提供回復(fù)力的理想化模型單擺(dānbǎi)回復(fù)力來(lái)源:重力沿做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件:θ<5°,等時(shí)性等時(shí)性周期公式:T=2π彈力圓弧切線(xiàn)方向的分力用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn):g=第六頁(yè),共36頁(yè)。機(jī)兩個(gè)(liǎnɡɡè)理想彈簧(tánhuáng)振子:機(jī)械振動(dòng)外力作用(wàilìzuòyònɡ)下的振動(dòng)阻尼振動(dòng)(zǔnízhèndònɡ)振幅(zhènfú)機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能受迫振動(dòng)

作用下的振動(dòng)受迫振動(dòng)的頻率等于

共振:當(dāng)f驅(qū)=

時(shí),振幅最大的

現(xiàn)象逐漸減小周期性驅(qū)動(dòng)力f固驅(qū)動(dòng)力的頻率第七頁(yè),共36頁(yè)。機(jī)外力作用(wàilìzuòyònɡ)下的振動(dòng)阻尼振動(dòng)專(zhuān)題(zhuāntí)整合區(qū)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)與圖象問(wèn)題的綜合二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和對(duì)稱(chēng)性三、單擺周期公式的應(yīng)用第八頁(yè),共36頁(yè)。專(zhuān)題(zhuāntí)整合區(qū)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxié一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)與圖象問(wèn)題的綜合應(yīng)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象不但可以直接讀出各時(shí)刻(shíkè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小與方向,還可以根據(jù)圖象預(yù)測(cè)下一時(shí)間段內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度的變化趨勢(shì).第九頁(yè),共36頁(yè)。一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)與圖象問(wèn)題一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象(túxiànɡ)問(wèn)題的綜合例1一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移(wèiyí)x與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖1所示,由圖可知()圖1第十頁(yè),共36頁(yè)。一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象(túxiànɡ)問(wèn)題的綜合例1一質(zhì)點(diǎn)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象(túxiànɡ)問(wèn)題的綜合A.頻率是2HzB.振幅是5cmC.t=1.7s時(shí)的加速度為正,速度為負(fù)D.t=0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力為零E.圖中a、b兩點(diǎn)速度大小相等(xiāngděng)、方向相反F.圖中a、b兩點(diǎn)的加速度大小相等(xiāngděng),方向相反第十一頁(yè),共36頁(yè)。一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象(túxiànɡ)問(wèn)題的綜合A.頻率是2一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象問(wèn)題(wèntí)的綜合解析由題圖可知,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為2s,經(jīng)計(jì)算得頻率為0.5Hz.振幅為5m,所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤.t=1.7s時(shí)的位移為負(fù),加速度(sùdù)為正,速度(sùdù)為負(fù),因此C選項(xiàng)正確.t=0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,所受的回復(fù)力為零,D選項(xiàng)正確.a、b兩點(diǎn)速度(sùdù)大小相等、方向相反,但加速度(sùdù)大小相等、方向相同,加速度(sùdù)方向都為負(fù)方向,指向平衡位置,故E正確,F(xiàn)錯(cuò)誤.答案CDE第十二頁(yè),共36頁(yè)。一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象問(wèn)題(wèntí)的綜合解析由題圖可知,二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和對(duì)稱(chēng)性1.周期性:做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在完成一次全振動(dòng)后,再次振動(dòng)時(shí)則是重復(fù)上一個(gè)全振動(dòng)的形式,所以做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)同一位置(wèizhi)可以對(duì)應(yīng)不同的時(shí)刻,做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體具有周期性.第十三頁(yè),共36頁(yè)。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和對(duì)稱(chēng)性2.對(duì)稱(chēng)性(1)速率的對(duì)稱(chēng)性:系統(tǒng)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩位置具有相等的速率.(2)加速度和回復(fù)力的對(duì)稱(chēng)性:系統(tǒng)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩位置具有等大反向的加速度和回復(fù)力.(3)時(shí)間的對(duì)稱(chēng)性:系統(tǒng)通過(guò)(tōngguò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩段位移的時(shí)間相等.振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)(tōngguò)任意兩點(diǎn)A、B的時(shí)間與逆向通過(guò)(tōngguò)的時(shí)間相等.第十四頁(yè),共36頁(yè)。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和對(duì)稱(chēng)性例2物體(wùtǐ)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為v,經(jīng)過(guò)1s后物體(wùtǐ)第一次以相同速度v通過(guò)B點(diǎn),再經(jīng)過(guò)1s物體(wùtǐ)緊接著又通過(guò)B點(diǎn),已知物體(wùtǐ)在2s內(nèi)所走過(guò)的總路程為12cm,則該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期和振幅分別是多大?第十五頁(yè),共36頁(yè)。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和對(duì)稱(chēng)性解析物體通過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)的速度大小相等(xiāngděng),A、B兩點(diǎn)一定關(guān)于平衡位置O對(duì)稱(chēng).依題意作出物體的振動(dòng)路徑草圖如圖甲、乙所示,在圖甲中物體從A向右運(yùn)動(dòng)到B,即圖中從1運(yùn)動(dòng)到2,時(shí)間為1s,從2運(yùn)動(dòng)到3,又經(jīng)過(guò)1s,從1到3共經(jīng)歷了0.5T,即0.5T=2s,T=4s,2A=12cm,A=6cm.第十六頁(yè),共36頁(yè)。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和對(duì)稱(chēng)性在圖乙中,物體(wùtǐ)從A先向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)物體(wùtǐ)第一次以相同的速度通過(guò)B點(diǎn)時(shí),即圖中從1運(yùn)動(dòng)到2時(shí),時(shí)間為1s,從2運(yùn)動(dòng)到3,又經(jīng)過(guò)1s,同樣A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng),從圖中可以看出從1運(yùn)動(dòng)到3共經(jīng)歷了1.5T,即1.5T=2s,T=s,1.5×4A=12cm,A=2cm.答案(dáàn)T=4s,A=6cm或T=s,A=2cm第十七頁(yè),共36頁(yè)。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的周期性和三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用1.單擺的周期公式T=2π.該公式提供了一種測(cè)定重力加速度的方法.2.注意:(1)單擺的周期T只與擺長(zhǎng)l及g有關(guān),而與振子的質(zhì)量及振幅無(wú)關(guān).(2)l為等效(děnɡxiào)擺長(zhǎng),表示從懸點(diǎn)到擺球重心的距離,要區(qū)分?jǐn)[長(zhǎng)和擺線(xiàn)長(zhǎng).小球在光滑圓周上小角度振動(dòng)和雙線(xiàn)第十八頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用1.單擺的周期公式T=三、單擺周期公式(gōngshì)的應(yīng)用擺也屬于單擺,“l(fā)”實(shí)際為擺球重心到擺動(dòng)所在圓弧的圓心的距離.(3)g為當(dāng)?shù)氐闹亓?zhònglì)加速度或“等效重力(zhònglì)加速度”.第十九頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期公式(gōngshì)的應(yīng)用擺也屬于單擺,“l(fā)”三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用例3有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀(guān)北京大學(xué)和南京大學(xué)的物理(wùlǐ)實(shí)驗(yàn)室,并各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系”,他們通過(guò)校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并由計(jì)算機(jī)繪制了T2—l圖象,如圖2所示,去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線(xiàn)是(填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同第二十頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用例3有兩個(gè)同學(xué)利用假三、單擺周期公式(gōngshì)的應(yīng)用學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制(huìzhì)了兩種單擺的振動(dòng)圖象(如圖乙),由圖可知,兩單擺擺長(zhǎng)之比la∶lb=.圖2第二十一頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期公式(gōngshì)的應(yīng)用學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制(三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用解析(jiěxī)緯度越高,重力加速度g越大,由于單擺=所以B圖線(xiàn)是在北大的同學(xué)做的.從題圖乙中可以看出Ta=s,Tb=2s所以(suǒyǐ)答案B

4∶9第二十二頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用解析(jiěxī)三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用例4根據(jù)單擺(dānbǎi)周期公式T=2π,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?如圖3所示,將細(xì)線(xiàn)的上端固定在鐵架臺(tái)上,下端系一小鋼球,就做成了單擺(dānbǎi).圖3第二十三頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用例4根據(jù)單擺(dān三、單擺周期公式(gōngshì)的應(yīng)用(1)用游標(biāo)卡尺(yóubiāokǎchǐ)測(cè)量小鋼球直徑,示數(shù)如圖4所示,讀數(shù)為mm.圖4解析(jiěxī)(18+6×0.1)mm=18.6mm18.6第二十四頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期公式(gōngshì)的應(yīng)用(1)用游標(biāo)卡尺(y三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用(2)以下(yǐxià)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法,其中正確的有.a.擺線(xiàn)要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長(zhǎng)一些b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的c.為了使擺的周期大一些,以方便測(cè)量,開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球,使擺線(xiàn)相距平衡位置有較大的角度d.拉開(kāi)擺球,使擺線(xiàn)偏離平衡位置不大于5°,在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí),此時(shí)間間隔Δt即為單擺周期T第二十五頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺周期(zhōuqī)公式的應(yīng)用(2)以下(yǐxià三、單擺(dānbǎi)周期公式的應(yīng)用e.拉開(kāi)擺球,使擺線(xiàn)偏離平衡位置不大于5°,釋放擺球,當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt,則單擺(dānbǎi)周期T=解析擺線(xiàn)要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長(zhǎng)一些,擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的,都是為了更加符合(fúhé)單擺的構(gòu)成條件,故a、b是正確的;第二十六頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺(dānbǎi)周期公式的應(yīng)用e.拉開(kāi)擺球,使擺線(xiàn)三、單擺(dānbǎi)周期公式的應(yīng)用擺線(xiàn)相距平衡位置的角度,以不大于5°為宜,故c是錯(cuò)誤的;拉開(kāi)擺球,使擺線(xiàn)偏離平衡位置不大于5°,釋放擺球,當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間(shíjiān)Δt,則單擺周期T=,故d錯(cuò),e對(duì).答案abe第二十七頁(yè),共36頁(yè)。三、單擺(dānbǎi)周期公式的應(yīng)用擺線(xiàn)相距平衡位置的角自我(zìwǒ)檢測(cè)區(qū)123第二十八頁(yè),共36頁(yè)。自我(zìwǒ)檢測(cè)區(qū)123第二十八頁(yè),共36頁(yè)。1231.(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象問(wèn)題的綜合)一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點(diǎn).從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)四分之一的周期,振子具有沿x軸正方向的最大加速度.能正確反映(fǎnyìng)振子位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖象是下圖中的()第二十九頁(yè),共36頁(yè)。1231.(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圖象問(wèn)題的綜合)一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡(jiǎn)123解析(jiěxī)由牛頓第二定律和回復(fù)力公式有a=-,則在t=時(shí)刻,振子具有沿x軸正方向的最大加速度,則它的位移為沿x軸負(fù)方向的最大位移,滿(mǎn)足條件的圖象只有A.故正確答案為A.答案A第三十頁(yè),共36頁(yè)。123解析(jiěxī)由牛頓第二定律和回復(fù)力公式有a=1232.(單擺周期公式的應(yīng)用)如圖5所示是演示沙擺運(yùn)動(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)裝置,沙擺的運(yùn)動(dòng)可看作(kànzuò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).若用手向外拉木板的速度是0.20m/s,木板的長(zhǎng)度是0.60m,那么這次實(shí)驗(yàn)所用的沙擺的擺長(zhǎng)為m.(保留兩位有效數(shù)字,計(jì)算時(shí)可取g=π2)圖5第三十一頁(yè),共36頁(yè)。1232.(單擺周期公式的應(yīng)用)如圖5所示是演示沙擺運(yùn)動(dòng)圖象123解析由題意(tíyì)可知在木板以0.20m/s的速度走過(guò)0.6m的過(guò)程中,經(jīng)歷的時(shí)間為2T,則2T=,T=1.5s.又由T=2π得l==m≈0.56m.答案(dáàn)0.56第三十二頁(yè),共36頁(yè)。123解析由題意(tíyì)可知在木板以0.20m/s1233.(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱(chēng)性)一彈簧(tánhuáng)振子沿x軸振動(dòng),平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn).t=0時(shí)刻振子的位移x=-0.1m;t=s時(shí)刻x=0.1m;t=4s時(shí)刻x=0.1m.該振子的振幅和周期可能為()

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