网校教育资源平台

A版2019版高考物理一轮复习考点考法第17章机械振动和机械波课件新人教版

评价文档:
文档评论: 0

相关文档推荐

2018-2019学年人教版物理·选修3-3:章末质量评估(二)
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:章末质量评估(三)
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:章末复习课
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:章末质量评估(一)
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:章末质量评估(四)
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第七章1第一课时物体是由大量分子组成的
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第八章3第一课时理想气体的状态方程
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第八章4气体热现象的微观意
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第十章5热力学第二定律的微观解释
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第十章6能源和可持续发展
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:模块综合检测(一)
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第七章1第二课时实验:油膜法测分子的直径
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第十章3热力学第一定律能量守恒定律
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第十章2热和内能
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第十章1功和内能
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第八章3第二课时理想气体状态方程的综合应用
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第九章3饱和汽与饱和汽压
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:模块综合检测(二)
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第九章4物态变化中的能量交换
免费
2018-2019学年人教版物理·选修3-3:第九章1固体
免费
分享到:
4积分 下载
       第17章      机械振动与
               机械波
 考点42  简谐运动     振动图像    单摆

 考点43  简谐运动的能量,受迫振动,共振

 考点44 实验:单摆测定重力加速度

 考点45 机械波与波的图像

 考点46 波的特有现象       多普勒效应
    考点42    简谐运动      振动图像
               单摆
必备知识      全面把握
核心方法      重点突破
  考法1   简谐运动图像中各物理量的变化
 分析
  考法2   简谐运动的周期公式和能量
考法例析      成就能力
  题型1   简谐运动的规律,图像的综合考
 查
  题型2   巧用简谐运动的对称性解题
            必备知识               全面把握
1.机械振动
 (1)定义
  物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动.产生机械振动的必
要条件是物体受到回复力的作用.
 (2)回复力
  使振动物体返回平衡位置的力叫回复力.
  回复力是按照效果来命名的力,它可以是振动物体在振动方向上的合
外力(如水平方向振动的弹簧振子),也可以是几个力的合力(如竖直方向
振动的弹簧振子),也可以是某个力的分力(如单摆).

    回复力虽总是指向平衡位置,但并不是贯穿于整个振动过程中,
   如在平衡位置时刻,回复力为零,即此刻没有回复力.
2.简谐运动及其图像
(1)简谐运动
     如果质点的位移与时间的关系遵从
 正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t
 图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫简
 谐运动.

                                  k
                    a=-              x 
     ①简谐运动的动力学特征:F=-              m
 kx(由此可知,简谐运动是一种变力作用
 下的运动).
     ②简谐运动的加速度特征:
 (由此可知,简谐运动是一种变加速运
 动).
(2)描述简谐运动的物理量
     ①位移:一般规定,做简谐运动物体的位移
 是指由平衡位置指向振子所在处的有向线段,是
 矢量,用字母x表示.
     ②振幅:描述简谐运动的特征量.它反映了
 振动的强弱以及振动的空间范围,振动过程中位
 移大小的最大值等于振幅,振幅是标量.用字母
 A表示.
    ③周期和频率:描述振动快慢的物理量.周
 期表示完成一个完整振动的时间,用字母T表示,
 单位是s;周期的倒数叫频率,用字母f表示,频
 率的单位是赫兹(Hz).
    ④全振动:振动质点从运动到某一位置开始
到再一次以相同的运动速度经过同一位置的振动
过程称为一次全振动.
    ⑤相位和相位差:相位是用来描述周期性运
动的物体在各个时刻所处的不同状态的物理量,
物体在计时起点时刻的相位称为初相位.两个具
有相同频率的简谐运动的相位之差叫相位差.
(3)简谐运动图像
  ①简谐运动图像是振动物体偏离平衡位置的位移随时间变化的图像,叫振
动图像,也叫位移—时间图像(x-t图像).简谐运动的振动图像都是正弦曲
线或余弦曲线.
  振动图像的一般表达式为x=Asin(ωt+φ),也可以表示为
                                                                                 2π
                                                x=Asin(                                        t+φ) 
或x=Asin(2πft+φ).                                                                     T
  a.从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asin ωt,图像如图甲.
  b.从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acos ωt,图像如图乙.


    振动图像表示振动物体的位移随时间变化的规律,反映了某一质点在
  各个不同时刻偏离平衡位置的位移情况,但绝不能认为是振动物体的运
  动轨迹.振动物体的轨迹是一条直线段(如弹簧振子)或曲线段(如单
  摆).
 ②由于简谐运动的位移(x)—时间(t)图像是正弦
(或余弦)曲线,而F=-kx,a=-x,所以回复力F
、加速度a与时间的关系图像也是正弦(或余弦)曲
线,当然也可以证明振子的速度v、动能E            、势能
                               k                             时间上的周期性(经过周期
E (包括E  、E    )也是随时间按正弦(或余弦)规
 p    p弹   p重力                                                    T,运动完全重复)
律变化的                                                   
           ③简谐运动的特点空间上的对称性(x、v、a、F的 
                                                                  大小关于平衡位置均对称,
                                                                  而且同一侧也具有对称性)
 (4)弹簧振子与单摆
   ①弹簧振子:如图所示为弹簧振子,它是一种理想化的物理模型.这种模型是                               考点42
 指小球与水平杆之间的摩擦可以忽略不计,并且弹簧的质量比小球质量小得多,
 也可以忽略不计的理想情形.
   弹簧振子振动时的回复力                 ,固有周期             (其中m为小球振子的质
                        F=-kx                                                       m
                                         T=2π                                               
 量,k为弹簧的劲度系数).                                                                       k
   弹簧振子做简谐运动时受到的回复力就是弹簧的水平弹力.
  ②单摆:如图所示,在一条不可伸长的、质量可忽略的细线下端拴一直径比线长小得多
的小球(或一物体),使绳的上端固定,在小振幅条件下(θ≤5°时)就是物理学中又一理
想模型——单摆.(摆动时空气阻碍作用不计)
  在摆角很小的情况下,单摆所受的回复力与偏离平衡位置的位移成正比,而方向相反,
即单摆做简谐运动,回复力                   ,振动时的固有周期                (其中l为固定悬挂点
                                             mg
                        F=-                             x                                   l
                                                Tl   =2π                                         
到摆球质心的距离,即摆长,g为重力加速度).                                                                     g
  由周期公式可以看出,单摆的振动周期与振幅的大小无关,称为单摆的等时性.由单摆
的等时性可对当地的重力加速度加以测定:
                                                               4π2l
                                                   g=                             . 
                                                                     T2
              核心方法               重点突破
考法1           简谐运动图像中各物理量的变化分
   析例1

       [浙江台州2016检测]如图甲所示,水平弹簧
   振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐
   运动.取向右为正方向,振子的位移x随时间t的
   变化规律如图乙所示,下列说法正确的是(                                      )
     A.t=0.8 s时,振子的速度方向向左
     B.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处
     C.t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度完全相同
     D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的速度逐渐减小
 例1

【解析】
   由图乙可知t=0.8 s时,振子在平衡位置向负方向运
  动,所以速度方向向左,选项A正确;t=0.2 s时,振子
  远离平衡位置运动,速度逐渐减小,应在O点右侧大于6 
  cm处,选项B错误;      t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加
  速度大小相同,方向相反,选项C错误;t=0.4 s到t=
  0.8 s的时间内,振子向平衡位置运动,速度逐渐增大,
  选项D错误.
   【答案】A
考法2          简谐运动的周期公式和能量
  例2
  如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是
由a、b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅

为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以
后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则A______A0,T______T0(填
“>”“<”或“=”).
 例2

【解析】
                     小物块通过平衡位置时弹性势能为零,动能最大.向右通过平衡位置后,a                                                                                                                                                                                                                                                                                                  由于受到弹
 簧弹力做减速运动,b                                                                                       做匀速运动.小物块                                                                                   a      与弹簧组成的系统的机械能小于原来系统的机
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            m
 械能,所以小物块                                                                      a      的振幅减小,A<A                                                                          ,由弹簧振子的周期                                                                              T=2π                                                知,周期减小,T
	
4积分下载