高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：機械振動

機械振動【必過知識點】一、描述簡諧運動的物理量機械振動是指物體或\t"/item/%E6%9C%BA%E6%A2%B0%E6%8C%AF%E5%8A%A8/_blank"質(zhì)點在其附近所作有規(guī)律的往復(fù)運動。簡諧運動：物體受力大小與成正比，而方向相反，人們把具有這種特征的振動叫做簡諧運動。如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從（）的規(guī)律，即它的振動圖像(x－t圖像)是一條（），這樣的振動是一種簡諧運動。4．平衡位置：振動物體時的位置，物體在此位置回復(fù)力為。5．回復(fù)力(1)定義：使振動物體在平衡位置附近做（）的力。(2)方向：總是指向（）。(3)來源：屬于（），可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力。（4）表達(dá)式：。6．描述簡諧運動的物理量物理量定義意義位移由（）指向物體位置的有向線段描述物體振動中某時刻的位置相對于（）的位移振幅振動物體離開平衡位置的（）描述振動的（）和能量周期完成一次（）所需要的時間周期與頻率相關(guān)：T＝（）頻率振動物體完成全振動的次數(shù)與（）之比相位ωt＋φ0描述周期性運動在各個時刻所處的不同狀態(tài)能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，（）守恒二、簡諧運動的公式和圖像1．表達(dá)式(1)動力學(xué)表達(dá)式：F＝（），其中“－”表示回復(fù)力與位移的方向相反。(2)運動學(xué)表達(dá)式：x＝（），其中A表示振幅，ω＝eq\f(2π,T)＝2πf表示簡諧運動的快慢，ωt＋φ0表示簡諧運動的相位，φ0叫作（）。2．簡諧運動的圖像(1)物理意義：表示振動質(zhì)點的位移隨（）的變化規(guī)律。3．圖像信息(1)由圖像可以看出質(zhì)點振動的振幅、周期。(2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移。(3)可以確定某時刻質(zhì)點所受的回復(fù)力、加速度和速度的方向。①回復(fù)力和加速度的方向：因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度的方向在圖像上總是指向t軸。②速度的方向：某時刻速度的方向既可以通過該時刻在圖像上對應(yīng)點的切線的斜率來判斷，還可以通過下一時刻位移的變化來判斷，若下一時刻位移增加，速度方向就是遠(yuǎn)離t軸；若下一時刻位移減小，速度方向就是指向t軸。(4)可以確定某段時間質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能等的變化情況。4、彈簧振子的周期表達(dá)式。為彈簧的勁度系數(shù)，m為小球的質(zhì)量。單擺的周期?！就妒瘑柭贰俊纠?】（多選）彈簧上端固定在O點，下端連接一小球，組成一個振動系統(tǒng)，如圖所示，用手向下拉小球，拉一小段距離后釋放，小球便上下振動起來，關(guān)于小球的平衡位置，下列說法正確的是()A．在小球運動的最低點B．在彈簧處于原長時的位置C．在小球速度最大時的位置D．在小球原來靜止時的位置【例2】.(2022黃浦一?！さ?題)某質(zhì)點的振動圖像如圖所示，該質(zhì)點的速度方向始終沿x軸正方向的時間段為xxO1234t/s5(A)t=0～2s (B)t=1～3s(C)t=2～4s (D)t=3～5s【例3】.(2022嘉定一?！さ?題)單擺在經(jīng)過平衡位置時，它的()速度為0 B．加速度為0 C．回復(fù)力為0 D．機械能為0【例4】.(2022松江一?！さ?題)為使簡諧運動單擺的周期變長，可采取以下哪種方法()A．振幅適當(dāng)加大 B．?dāng)[長適當(dāng)加長 C．?dāng)[球質(zhì)量增大 D．從上海移到北京【例5】：如圖所示，彈簧振子在B、C間振動，O為平衡位置，BO＝OC＝5cm。若振子從B到C的運動時間是1s，則下列說法中正確的是()A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動B．振動周期是1s，振幅是10cmC．經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20cmD．從B開始經(jīng)過3s，振子通過的路程是30cm【例6】某質(zhì)點做簡諧運動，其位移與時間的關(guān)系式為x＝3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)t＋\f(π,2)))cm，則(A．質(zhì)點的振幅為3cmB．質(zhì)點振動的周期為eq\f(2,3)sC．質(zhì)點振動的周期為eq\f(2π,3)sD．t＝0.75s時刻，質(zhì)點在負(fù)的最大位移處【例7】一物體沿x軸做簡諧運動，振幅為12cm，周期為2s。當(dāng)t＝0時，位移為6cm，且向x軸正方向運動，求：(1)初相位；(2)t＝0.5s時物體的位置?！纠?】如圖是一做簡諧運動的物體的振動圖像，下列說法錯誤的是()A．振動周期是2×10－2sB．物體振動的頻率為25HzC．物體振動的振幅為10cmD．在6×10－2s內(nèi)物體通過的路程是60cm【練習(xí)題】1.（2021年廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，一個輕質(zhì)彈簧下端掛一小球，小球靜止?，F(xiàn)將小球向下拉動距離A后由靜止釋放，并開始計時，小球在豎直方向做簡諧運動，周期為T。經(jīng)時間，小球從最低點向上運動的距離_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）；在時刻，小球的動能______（選填“最大”或“最小”）。2、（多選）（2018年天津市高考卷試題）8.一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標(biāo)原點。t=0時振子的位移為-0.1m，t=1s時位移為0.1m，則A.若振幅為0.1m，振子的周期可能為B.若振幅為0.1m，振子的周期可能為C.若振幅為0.2m，振子的周期可能為4sD.若振幅為0.2m，振子的周期可能為6s3.(2022浦東一模·第13題)如圖所示，將擺長為L的單擺擺球拉離平衡位置一個很小的角度到A點后由靜止釋放，重力加速度為g，則擺球從A第一次運動到最左端B所用的時間為_________；若將該裝置從上海移到廣州進行同樣的操作，上述運動時間將_________。(選填“變大”、“變小”或