新教材一輪復(fù)習(xí)人教版-選擇性必修-第一冊-第十二章-第1講-機(jī)-е-振-動(dòng)-課件(92張)

1、第1講機(jī) 械 振 動(dòng)必備知識自主排查【知識再現(xiàn)】一、簡諧運(yùn)動(dòng)1簡諧運(yùn)動(dòng)(1)定義：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與_的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖像(xt圖像)是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)就叫作簡諧運(yùn)動(dòng)。(2)條件：如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成_，并且總是指向_，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。時(shí)間正比平衡位置(3)平衡位置：如圖所示，平衡位置是物體在振動(dòng)過程中_為零的位置，并不一定是_為零的位置?；貜?fù)力合力(4)回復(fù)力：定義：使物體返回到_的力。方向：總是指向_。來源：屬于_力，可以是某一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的_或某個(gè)力的_。平衡位置平衡位置效果合力分力(5)簡諧運(yùn)動(dòng)的特征動(dòng)力學(xué)特征：F回_。

2、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：x、v、a均按正弦或余弦規(guī)律發(fā)生_變化(注意v、a的變化趨勢相反)。能量特征：系統(tǒng)的機(jī)械能_，振幅A_。kx周期性守恒不變2簡諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型模型彈簧振子單擺示意圖簡諧運(yùn)動(dòng)條件(1)彈簧質(zhì)量可忽略(2)無摩擦等阻力(3)在彈簧彈性限度內(nèi)(1)擺線為不可伸縮的輕細(xì)線(2)無空氣等阻力(3)最大擺角小于_5模型彈簧振子單擺回復(fù)力彈簧的_提供擺球_沿與擺線垂直(即切線)方向的分力平衡位置彈簧處于_處最_點(diǎn)周期與振幅_T2能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能_重力勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能_彈力重力原長低無關(guān)守恒守恒二、簡諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖像1表達(dá)式(1)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式：F _，其中“”

3、表示回復(fù)力與位移的方向相反。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式：x_，其中A代表振幅，2f代表簡諧運(yùn)動(dòng)的快慢，t0代表簡諧運(yùn)動(dòng)的相位，0叫作_。kxAsin(t0)初相2圖像(1)從_開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為xA sin t，圖像如圖甲所示。(2)從_處開始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為xA cos t，圖像如圖乙所示。平衡位置最大位移三、受迫振動(dòng)和共振1受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在_作用下的振動(dòng)。受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而與系統(tǒng)的固有頻率_。物體做受迫振動(dòng)的頻率一定等于_的頻率，但不一定等于系統(tǒng)的_頻率，固有頻率由系統(tǒng)本身決定。2共振：驅(qū)動(dòng)力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率_時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅達(dá)到最大，這種現(xiàn)象叫作共振。共振曲線如圖所

4、示。驅(qū)動(dòng)力無關(guān)驅(qū)動(dòng)力固有相等【情境轉(zhuǎn)換】唐朝洛陽有個(gè)和尚喜歡彈撥樂器磬，奇怪的是，靜靜的磬經(jīng)常自鳴自響，無緣無故地發(fā)出嗡嗡的聲音，磬無故而鳴，使和尚大為驚奇，漸漸由驚而疑，由疑而怯，以為是妖孽作怪，結(jié)果憂慮成疾，病倒在床。一天，和尚向前來探望他的朋友訴說了內(nèi)心的憂慮，正在說話時(shí)，寺院里的鐘聲響了，說來奇怪，磬也發(fā)出了嗡嗡的響聲。和尚的朋友明白了原因，悄悄用鋼銼在磬上銼了幾處，從此之后，磬再也不會(huì)無故發(fā)聲了。和尚以為妖怪已被趕走，心事頓消，病也不治而愈。問題：磬為什么會(huì)不敲自鳴呢？提示：這是共振引起的一種現(xiàn)象。磬的頻率偶然和鐘的頻率一樣，因此每當(dāng)鐘響時(shí)，磬也因共振而發(fā)出嗡嗡之聲?！拘☆}快練】1判

5、一判(1)簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置就是質(zhì)點(diǎn)所受合力為零的位置。()(2)彈簧振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí)，位移為零、動(dòng)能最大。()(3)單擺在任何情況下的運(yùn)動(dòng)都是簡諧運(yùn)動(dòng)。()(4)物體做受迫振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)頻率與固有頻率無關(guān)。()(5)簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡。()(6)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，速度增大時(shí)，其加速度一定減小。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2練一練(1)(多選)下列振動(dòng)，不屬于受迫振動(dòng)的是()A用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后，鐘的振動(dòng)B打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源后，振針的振動(dòng)C小孩睡在自由擺動(dòng)的吊床上，小孩隨著吊床一起擺動(dòng)D彈簧振子在豎直方向上沿上下方向振動(dòng)【解析】選A、C、D。受

6、迫振動(dòng)是指在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，故A、C、D都是自由振動(dòng)，B是受迫振動(dòng)。(2)若單擺的擺長適當(dāng)變大，擺球的質(zhì)量由20 g增加為40 g，擺球離開平衡位置的最大角度不變，則單擺振動(dòng)的()A頻率不變，振幅不變B頻率變小，振幅變大C頻率變小，振幅不變 D頻率變大，振幅變大【解析】選B。根據(jù)單擺的周期公式T2 得，擺長變長，則周期變大，周期與頻率互為倒數(shù)，則頻率變小，A、D錯(cuò)誤；擺球離開平衡位置的最大角度不變，由于擺長變長，則擺球離開平衡位置的最大距離增大，即振幅變大，B正確，C錯(cuò)誤。關(guān)鍵能力分層突破受力特征回復(fù)力F=-kx,F(或a)的大小與x的大小成正比,方向相反?！?”表示回復(fù)力的方向與位

7、移方向相反,k是比例系數(shù),不一定是彈簧的勁度系數(shù)。運(yùn)動(dòng)特征(1)簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比而方向相反,為變加速運(yùn)動(dòng)。(2)靠近平衡位置時(shí),a、F、x都減小,v增大;遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),a、F、x都增大,v減小。能量特征振幅越大,能量越大。在運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒。周期性特征(1)相隔T或nT的兩個(gè)時(shí)刻,振子處于同一位置且振動(dòng)狀態(tài)相同。(2)質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時(shí)間做周期性變化,變化周期就是簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T。(3)動(dòng)能和勢能也隨時(shí)間做周期性變化,其變化周期為 。 對稱性特征相反。(1)如圖所示,振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱的兩點(diǎn)P、P(OP=OP)時(shí),速度的大小、動(dòng)能、勢能相等,相對于平衡位置的位移大小相等。(2)振子由P到O所用時(shí)間等于由O到P所用時(shí)間,即tPO=tOP。(3)振子往復(fù)過程中通過同一段路程(如OP段)所用時(shí)間相等,即tOP=tPO。(4)相隔 或 (n為正整數(shù))的兩個(gè)時(shí)刻,振子位置關(guān)于平衡位置對稱,位移、速度、加速度大小相等,方向相反。(2)通過點(diǎn)O的運(yùn)動(dòng)方向未知，若彈簧振子從O點(diǎn)開始向右振動(dòng)，振子的振動(dòng)周期為：_。(3)若彈簧振子從O點(diǎn)開始向左振動(dòng)，振子的振動(dòng)周期為：_。1.6s0.53s項(xiàng)目振動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)受迫振動(dòng)共振受力情況受回復(fù)力受驅(qū)動(dòng)力作用受驅(qū)動(dòng)力作用振動(dòng)周期或頻率由