機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波1-4

1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)【知識(shí)要點(diǎn)】一振動(dòng)1定義：物體（或物體的一部分）在某一中心位置附近做 _運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng)。2振動(dòng)產(chǎn)生的條件： 物體偏離平衡位置后要受到 _的作用； 阻力要_。3回復(fù)力：使振動(dòng)物體 _ 的力?；貜?fù)力是按照_來命名的力，它可以是某個(gè)力，或是某力的一個(gè)分力，也可以是幾個(gè)力的合力。4平衡位置：振動(dòng)物體所受 _ 為零的位置。5振動(dòng)特點(diǎn)： 存在某一 _ 位置； 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即具有 _性。思考：振動(dòng)的平衡位置是否是平衡狀態(tài)？二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1定義：物體在跟相對(duì)平衡位置的位移大小成 _，并且總是指向 _的回復(fù)力作用下運(yùn)動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量 位移（x）：由 _位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在處的有向

2、線段。 振幅（A）：振動(dòng)物體離開 _位置的最大距離，等于振動(dòng)位移的最大值。它反映了振動(dòng)_，振幅是 _ 量。 周期（T）和頻率（f）：振動(dòng)物體（質(zhì)點(diǎn)）完成一次_所需要的時(shí)間叫做周期；1s鐘內(nèi)完成_的次數(shù)叫做頻率。周期（或頻率）是描述振動(dòng) _的物理量。其大小由振動(dòng)系統(tǒng)本身性質(zhì)決定，所以又叫做固有周期（或固有頻率）；周期與頻率的關(guān)系：T = _。3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本特點(diǎn) 動(dòng)力學(xué)特征：回復(fù)力F = - kx中“ - ”表示回復(fù)力的方向與位移方向_，k是比例系數(shù)，不一定是彈簧的勁度系數(shù)；它是判定一個(gè)物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的依據(jù)。 運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成 _而方向 _，是變加速運(yùn)動(dòng)

3、；遠(yuǎn)離平衡位置是x、F回、a、Ep均_，v、Ek均 _。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間關(guān)系是 x = _（初相位為0，頻率為f），這也是判斷一個(gè)物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的依據(jù)。 運(yùn)動(dòng)的周期性特征：相隔T或nT的兩個(gè)時(shí)刻振子處于_且振動(dòng)狀態(tài)_。 對(duì)稱性特征： 相隔T/2 或(2n + 1)T/2（n為正整數(shù)）的兩個(gè)時(shí)刻，振子位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱，對(duì)應(yīng)的的位移、速度、加速度大小_，方向_。 質(zhì)點(diǎn)在距離平衡位置等距離的兩個(gè)點(diǎn)上具有相等大小的速度、加速度，在平衡位置左右相等距離上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也是_的。 能量特征：振動(dòng)的能量包括動(dòng)能和勢(shì)能，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)的動(dòng)能Ek與勢(shì)能Ep相互轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。4簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的

4、圖像： 物理意義：表示振動(dòng)物體的位移隨 _變化的規(guī)律。 注意：振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的 _軌跡。 圖像信息： 振幅（A）和周期（T）； 某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移（x）； 判斷回復(fù)力、加速度、速度方向； 判斷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程物理量的變化情況。【典型例題】【例1】如圖所示的彈簧振子，分析其各物理量變化振子的運(yùn)動(dòng)位移加速度速度動(dòng)能勢(shì)能OBBBOOOAAAO練習(xí)1、把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它的平衡位置為O，在A、B間振動(dòng)，如圖所示，下列結(jié)論正確的是() A小球在O位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最小 B小球在A、B位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大 C小球從A經(jīng)O到B的過程

5、中，回復(fù)力一直做正功 D小球從A經(jīng)O到B的過程中，回復(fù)力一直做負(fù)功【例2】如圖所示，彈簧振子在振動(dòng)過程中，振子從a到b歷時(shí)0.1 s，振子經(jīng)a、b兩點(diǎn)時(shí)速度相同，若它從b再回到a的最短時(shí)間為0.2s，該振子的振動(dòng)頻率為：（ ） A1 Hz B1.25 Hz C2 Hz D2.5 Hz練習(xí)1：一質(zhì)點(diǎn)在在平衡位置O附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從它經(jīng)過平衡位移開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過3s質(zhì)點(diǎn)第一次通過M點(diǎn)，再經(jīng)過2s第二次通過M點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M還需要多長時(shí)間?！纠?】一彈簧振子的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y=0.1sin（2.5t），位移y的單位為m，時(shí)間t的單位為s則（ ） A彈簧振子的振幅為0.2m B彈簧

6、振子的周期為1.25s C在t=0.2s時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度為零 D在任意0.2s時(shí)間內(nèi)，振子的位移均為0.1m練習(xí)3：有一彈簧振子，振幅為0.8 cm，周期為0.5 s，初始時(shí)具有負(fù)方向的最大加速度，則它的振動(dòng)方程是( ) Ax8×103sin m Bx8×103sin m Cx8×101sin m Dx8×101sin m【例4】一個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置O，在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖（a）所示，它的振動(dòng)圖像如圖（b）所示，設(shè)向右為正方向，則 OB = _cm； 第0.2s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是 _，加速度大小為_； 第0.4s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是 _； 第0.

7、7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位置在 _ 點(diǎn)與 _ 點(diǎn)之間； 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T = _s； 4s內(nèi)完成 _次全振動(dòng)。練習(xí)4：甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖像如圖所示，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振子的振動(dòng)頻率之比f甲：f乙 = 1：2 課后練習(xí)1、一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖所示，質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時(shí)間段是A00.3 s B0.30.6 s C0.60.9 s D0.91.2 s2一彈簧振子在一條直線上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，第一次先后通過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度為v（v0）相同，那么下列說法中正確的是 A振子在M、N兩點(diǎn)受回復(fù)力相同 B振

8、子在M、N兩點(diǎn)相對(duì)位移位置的位移相同C振子在M、N兩點(diǎn)的加速度大小相等 D從M點(diǎn)到N點(diǎn)，振子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)3勁度系數(shù)為20Ncm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖象如圖所示，在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 A振子所受的彈力大小為0.5N，方向指向x軸的負(fù)方向B振子的速度方向指向x軸的正方向C在04s內(nèi)振子作了1.75次全振動(dòng)D在04s內(nèi)振子通過的路程為0.35cm，位移為04、一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，周期為T，振幅為A，設(shè)振子第一次從平衡位置運(yùn)動(dòng)到處所經(jīng)最短時(shí)間為，第一次從最大正位移處運(yùn)動(dòng)到所經(jīng)最短時(shí)間為，關(guān)于與，下列說法正確的是: At1t2 Bt1t2Ct1t2 D無法判斷5、一個(gè)在水平方向做

9、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，它的振幅是4 cm，頻率是2.5 Hz.物體經(jīng)過平衡位置開始計(jì)時(shí)，再經(jīng)過21 s，此時(shí)它對(duì)平衡位置的位移大小為() A0 B4 cm C210 cm D840 cm6、如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若從質(zhì)點(diǎn)通過O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.9 s質(zhì)點(diǎn)第一次通過M點(diǎn)，再繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過0.6s質(zhì)點(diǎn)第二次通過M點(diǎn)，該質(zhì)點(diǎn)第三次通過M點(diǎn)需再經(jīng)過的時(shí)間可能是（ ） A.1 s B.1.2 s C.2.4 s D.4.2 s7、 彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻速度為v，t2時(shí)刻速度也為v，且方向相同。已知（t2 t1）小于周期T，則（t2 t1）（v 0） A可能大于T/4 B可

10、能小于T/4 C一定小于T/2 D可能等于T/28、一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T，下列說法正確的是 （ ）A若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子對(duì)平衡位置的位移大小相等，方向相同，則t一定等于T的整數(shù)倍B若t時(shí)刻和 (t+t) 時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)速度大小相等，方向相反，則t一定等于 T/2的整數(shù)倍C若t = T/4，則t和 (t+t) 兩時(shí)刻，振子的位移大小之和一定等于振幅D若t = T/2，則在t時(shí)刻和 (t+t) 時(shí)刻振子速度的大小一定相等 9、一列橫波沿水平繩傳播，繩的一端在t0時(shí)開始做周期為T的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t(TtT)，繩上某點(diǎn)位于平衡位置上方的最大位移處。則在2t時(shí)，該點(diǎn)位于平衡位置的 (

11、A)上方，且向上運(yùn)動(dòng)(B)上方，且向下運(yùn)動(dòng) (C)下方，且向上運(yùn)動(dòng)(D)下方，且向下運(yùn)動(dòng) 10、一位游客在千島湖邊欲乘游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動(dòng)。可把游艇浮動(dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向的簡(jiǎn)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)，游客能舒服地登船的時(shí)間是（ ） 11一個(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)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過四分之一的周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度能正確反映振子位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖像是12一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。 時(shí)刻振子的位移；時(shí)刻；時(shí)刻。該振子的振幅和周期可能為（ ） A0. 1 m， B0.1 m, 8s C0.2 m， D0.2 m，8s13、如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝了一支記錄用的筆P，在下面放一條紙帶當(dāng)小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿垂直于振動(dòng)方向拉動(dòng)紙帶，筆P在紙帶上畫出了一條振動(dòng)曲線已知在某次實(shí)驗(yàn)中如圖方向拉動(dòng)紙帶，且在某段