高中物理選修3-4第十一章-機械振動-復(fù)習ppt教學內(nèi)容

高中物理選修3-4第十一章-機械振動-復(fù)習ppt機械振動

對于振動，你可以想到什么？振動彈簧振子單擺回復(fù)力受迫振動周期振幅平衡位置振動圖象共振頻率2一、機械振動

1、定義：物體在平衡位置附近做的往復(fù)運動，叫機械振動，簡稱振動。2、條件：有回復(fù)力；阻力足夠小。3、描述振動的概念和物理量：平衡位置o：物體所受回復(fù)力為零的位置；振動位移x：由平衡位置指向振子所在處的有向線段；振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離；3周期(T)和頻率(f)：回復(fù)力：使振動物體返回平衡位置的力，它的方向總是指向平衡位置；全振動：振動物體往復(fù)運動一周后，一切運動量（速度、位移、加速度、動量等）及回復(fù)力的大小和方向、動能、勢能等都跟開始時的完全一樣，這就算是振動物體做了一次全振動。4二、簡諧運動1、定義：物體在跟位移大小成正比而方向相反的回復(fù)力作用下的振動叫簡諧和振動；2、簡諧運動的特征受力特征：F=-kx運動特征：a=-kx/m3、運動規(guī)律簡諧運動是一種周期性的變加速運動，一切運動量（速度、位移、加速度、動量等）及回復(fù)力的大小、方向都隨時間作正弦（或余弦）式周期性的變化，變化周期為振動周期T。4、簡諧運動的能量：簡諧運動中動能和勢能相互轉(zhuǎn)換，總的機械能保持守恒。5三、兩個重要模型1、單擺：在細線的一端拴上一個小球，另一端固定在懸點上，如果細線的伸縮和質(zhì)量可以忽略，球的直經(jīng)比線的長度短得多，這樣的裝置叫做單擺。

單擺在豎直面內(nèi)擺動，當θ＜5°時單擺的振動可看作簡諧運動。6如何證明單擺的運動是簡諧振動？7（１）、擺球做簡諧運動的回復(fù)力是重力在切線方向的分力：單擺所受回復(fù)力與位移x成正比8(２)、周期公式：式中為小球擺動的圓孤半徑即擺長，量取時應(yīng)從懸點量到球心。g為當?shù)刂亓铀俣?受力復(fù)雜時有“等效重力加速度”之說).(３)、單擺的等時性：在小振幅擺動時，單擺的振動周期跟振幅和振子的質(zhì)量都無關(guān)。9２、彈簧振子：OBC10四、簡諧振動的圖象xotOBC1.振動圖象(1)物理意義：表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律.注意振動圖像不是質(zhì)點的運動軌跡.(2)簡諧振動的圖象是一條余弦（或正弦）曲線。(3)作圖：以橫軸表示時間，縱軸表示位移。xotTTA-A3.振動圖象反映的物理量(1)可以表示出任意時刻振動質(zhì)點的位置；(2)可以表示出振幅A和周期T；(3)可以判斷出某時刻回復(fù)力和加速度的方向；(4)可以判斷出某時刻質(zhì)點的振動（運動）方向。三、受迫振動和共振：1、受迫振動：f振=f策2、共振現(xiàn)象：共振時，受迫振動的振幅達到最大值。條件：f策=f固

例:如圖所示，當A振動起來后，通過繃緊水平繩迫使B、C振動起來，下列說法正確的是：（）

A.A、B、C三個單擺的周期均相同

B.只有A、C兩個單擺周期相同

C.A、B、C三個單擺的振幅相同

D.B的振幅比C的振幅小CBAAD共振.swf13題型專題一 簡諧運動的基本概念

1.做簡諧運動的質(zhì)點，當它每次通過同一位置時，可能不同的物理量是（）A.位移B.速度

C.加速度D.回復(fù)力B

142．簡諧運動屬下列哪一種運動？（）Ａ．勻速直線運動Ｂ．勻變速直線運動Ｃ．勻變速曲線運動Ｄ．加速度改變的變速運動D153．如圖所示，彈簧振子在BC間作簡諧運動，Ｏ為平衡位置，BC間距離是10cm，從Ｂ到Ｃ運動時間是１s，則（）Ａ．從Ｏ→Ｃ→Ｏ振子完成一個全振動Ｂ．振動周期是１s，振幅是10cm

Ｃ．經(jīng)過兩次全振動，通過的路程是20cm

Ｄ．從Ｂ開始經(jīng)過５s，振子通過的路程是50cmＢＯＣD16

4.一質(zhì)點做簡諧運動，振幅是4cm，頻率是2.5Hz，該質(zhì)點從平衡位置起向正方向運動，經(jīng)2.5s質(zhì)點的位移和路程分別是（選初始運動方向為正方向）（）A.4cm,24cmB.-4cm,100cmC.0，100cmD.4cm,100cmD17

5.下列說法中正確的是

()A.物體做自由振動時，其振動頻率與振幅無關(guān)

B.物體做受迫振動時，其振動頻率與固有頻率無關(guān)

C.物體發(fā)生共振時的頻率就是其自由振動的頻率

D.物體發(fā)生共振時的振動就是無阻尼振動ABC18

6.關(guān)于共振的防止和利用,應(yīng)做到

(

)A.利用共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率

B.利用共振時,應(yīng)使驅(qū)動力的頻率大于或小于振動物體的固有頻率

C.防止共振危害時,應(yīng)盡量使驅(qū)動力頻率接近或等于振動物體的固有頻率

D.防止共振危害時,應(yīng)使驅(qū)動力頻率遠離振動物體的固有頻率AD19【例1】關(guān)于做簡諧運動的物體的位移、加速度和速度間的關(guān)系,下列說法正確的是:A．位移減小、加速度減小、速度增大B．位移的方向總跟加速度的方向相反,跟

速度的方向相同C．物體的運動方向指向平衡位置時,速度

方向跟位移方向相同D．物體的運動方向改變時,加速度的方向

改變專題二:簡諧運動的運動特點及S-t圖象動畫A202．圖為彈簧振子做簡諧運動的圖線，由圖可知（）Ａ．在t＝０時，振子的位移是零，速度為零，加速度也為零Ｂ．在t＝1s時，振子的位移最大，速度最大，加速度也最大Ｃ．在t＝2s時，振子的位移為零，速度為零，加速度也為零Ｄ．彈簧振子的振幅是５cm，頻率是0.25Hzx／cmt／s24601355D21

例3.如圖甲是演示簡諧運動圖象的裝置,當盛沙漏斗下面的薄析N被勻速地拉出時,擺動著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的關(guān)系，板上的直線OO1代表時間軸。圖乙是兩個擺中的沙在各自木板上形成的曲線，若板N1和板N2拉動的速度v1和v2的關(guān)系為v2=2v1,則板N1和N2上曲線所代表的振動的周期T1和T2的關(guān)系為()A.T1=T2B.T2=2T1

C.T2=4T1D.T2=T1/4D22

4.一彈簧振子做簡諧運動,周期為T()

A.若t時刻和（t+△t

）時刻振子運動位移的大小相等、方向相反，則△t

一定等于T/2的整數(shù)倍

B.在t時刻和（t+△t

）時刻振子運動位移的大小相等、方向相同，則△t

一定等于T的整數(shù)倍

C.若△t=T/2，則在t時刻和（t+△t

）時刻彈簧的長度一定相等

D.若△t=T，則在t時刻和（t+△t

）時刻振子運動的加速度一定相同D23專題三利用簡諧運動的周期性

和對稱性解題【例1】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊放在彈簧上端,在豎起方向上做簡諧運動,當振幅為A時,物體對彈簧的最大壓力是物體重力的1.5倍,則物體對彈簧的最小壓力是

,欲使物體在彈簧振

動中不離開彈簧,其振幅不能超過

．24

【解】物體做簡諧運動時在最低點物體對彈簧的壓力最大,在最高點對彈簧的壓力最小25②①③③④④②①26

解決此類問題,首先在確定對稱點;然后利用對稱點中速度大小相等、加速度大小相等,回復(fù)力大小相等;最后根據(jù)題目要求確定所求物理量．總結(jié)：27

專題四等效簡諧運動

【例1】光滑圓弧槽半徑為R,A為最低點,C到A的距離遠小于R.若同時釋放小球B、C,要使小球在A點相遇,(小球B、C可看著質(zhì)點),

問小球B到A的距離H應(yīng)

滿足什么條件?HRCAOB28【解】C的運動是簡諧運動．291.確定小球的運動性質(zhì)；2.兩球相遇的解性．總結(jié)：30專題五關(guān)于

中的

“l(fā)”和“g”的理解311.如圖所示，用單擺測重力加速度，其中L0、d、n、t分別表示實驗時已測得的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以算出：懸線長度（m）擺球直徑（m）全振動次數(shù)完成n次全振動的時間（s）L0dnt

L0d（1）單擺的擺長L＝_________；（2）單擺的周期T＝_____________；（3）當?shù)氐闹亓铀俣萭＝_________________。32

【例2】如圖所示,三根長度均為L的細線互成120°,其中兩根的一端對稱地固定在天花板上,第三根線的一端拴一小球,今使小球(1)在豎直平面內(nèi)垂直紙面做微小擺動;

(2)在豎直平面內(nèi)平行,

紙面做微小擺動;