第二章機(jī)械振動(dòng)（單元知識清單）（原卷版）高二物理（人教版2019選擇性）

第二章機(jī)械振動(dòng)知識梳理簡諧運(yùn)動(dòng)一彈簧振子1．機(jī)械振動(dòng)：物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的____________________運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng)，簡稱振動(dòng)。2．平衡位置：振動(dòng)物體所受合力為____________________的位置。3．彈簧振子：如圖所示，帶有小孔的小球連接在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球套在____________________的桿上能夠____________________滑動(dòng)，這樣的小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子，簡稱為振子。二簡諧運(yùn)動(dòng)及其圖像1．彈簧振子的位移—時(shí)間圖像(1)建立坐標(biāo)系：水平的彈簧振子，以小球的____________________為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿著____________________方向建立坐標(biāo)軸。小球在平衡位置____________________時(shí)它對平衡位置的位移為正，在____________________時(shí)為負(fù)。(2)繪制圖像：用橫軸表示振子運(yùn)動(dòng)的____________________，縱軸表示振子在振動(dòng)過程中離開____________________的位移x，振子振動(dòng)的x-t圖像如圖所示，是一條正弦(或余弦)曲線。2．簡諧運(yùn)動(dòng)(1)定義：如果物體的位移與____________________的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)是一種簡諧運(yùn)動(dòng)。(2)特點(diǎn)：簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單、最____________________的振動(dòng)，彈簧振子的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。3．簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像(x-t圖像)如圖所示：(1)簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像描述振動(dòng)物體的____________________的變化規(guī)律。(2)簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像是正弦(或余弦)曲線，從圖像上可直接看出不同時(shí)刻振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移大小和方向、速度大小和方向的變化趨勢。第2節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)的描述一、描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量1．振幅(1)定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的_______________________，用A表示，國際單位：m。(2)振動(dòng)范圍：振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)范圍為________________________的兩倍。2．全振動(dòng)：類似于O→B→O→C→O的一個(gè)________________________的振動(dòng)過程。3．周期和頻率(1)周期：做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的________________________，用T表示，國際單位：s。(2)頻率：單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的________________________，用f表示，單位：Hz。(3)周期T與頻率f的關(guān)系：T＝______________________。(4)物理意義：周期和頻率都是表示物體_______________________的物理量，周期越小，頻率_______________________，表示物體振動(dòng)越快。4．相位用來描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的________________________。二、簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式簡諧運(yùn)動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式為x＝______________________。1．A：表示簡諧運(yùn)動(dòng)的________________________。2．ω：是一個(gè)與頻率成正比的量，叫作簡諧運(yùn)動(dòng)的“圓頻率”，表示簡諧運(yùn)動(dòng)的快慢，ω＝________________________＝_______________________。3．ωt＋φ：代表簡諧運(yùn)動(dòng)的________________________。4．φ：表示t＝0時(shí)的相位，叫作________________________。第3節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力和能量一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力1．簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)定義如果物體在運(yùn)動(dòng)方向上所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成_______________________，并且總是指向________________________，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。2．回復(fù)力項(xiàng)目內(nèi)容定義振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)受到的總能使其回到________________________的力方向總是指向________________________表達(dá)式F＝_______________________效果總是要把物體拉回到______________________二、簡諧運(yùn)動(dòng)的能量1．振動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)與能量的關(guān)系(1)振子的速度與動(dòng)能：速度不斷________________________，動(dòng)能也在不斷________________________。(2)彈簧形變量與勢能：彈簧形變量在不斷________________________，因而勢能也在不斷_______________________。2．簡諧振動(dòng)的能量振動(dòng)系統(tǒng)的能量一般指振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能。振動(dòng)的過程就是動(dòng)能和勢能互相轉(zhuǎn)化的過程。(1)在最大位移處，________________________最大，________________________為零；(2)在平衡位置處，_______________________最大，________________________最?。?3)在簡諧運(yùn)動(dòng)中，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能__守恒__(選填“守恒”或“減小”)，而在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中都有一定的能量損耗，因此簡諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的模型。3．決定能量大小的因素振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能跟______________________有關(guān)，_______________________越大，機(jī)械能就越大，振動(dòng)越強(qiáng)。單擺一、單擺1．單擺模型(1)由細(xì)線和________________________組成。(2)細(xì)線的質(zhì)量和小球相比________________________。(3)小球的直徑與線的長度相比________________________。2．?dāng)[動(dòng)特點(diǎn)：在擺角很小時(shí)，位移—時(shí)間圖線是一條正弦曲線，說明單擺的運(yùn)動(dòng)是________________________。二、單擺的回復(fù)力1．回復(fù)力的來源擺球的重力沿________________________方向的分力。2．回復(fù)力的特點(diǎn)在偏角很小時(shí)，擺球所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移成________________________，方向總指向________________________，即F＝_______________________。三、單擺的周期1．探究單擺的振幅、質(zhì)量、擺長對周期的影響(1)探究方法：________________________法。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①單擺振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量________________________。②振幅較小時(shí)周期與振幅________________________。③擺長越長，周期________________________；擺長越短，周期_______________________。2．定量探究單擺的周期與擺長的關(guān)系(1)周期的測量：用停表測出單擺N(30～50)次全振動(dòng)的時(shí)間t，利用T＝________________________計(jì)算它的周期。(2)擺長的測量：用________________________測出細(xì)線長度l0，用_______________________測出小球直徑D，利用l＝_______________________求出擺長。(3)數(shù)據(jù)處理：改變_______________________，測量不同_______________________及對應(yīng)周期，作出T－l，T－l2或T－eq\r(l)圖像，得出結(jié)論。3．周期公式(1)公式的提出：周期公式是荷蘭物理學(xué)家_______________________首先提出的。(2)公式：T＝_______________________，即T與擺長l的二次方根成________________________，與重力加速度g的二次方根成________________________。第5節(jié)用單擺測重力加速度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^測量擺長、周期，利用公式g＝______________________求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。二、?shí)驗(yàn)器材鐵架臺及鐵夾、金屬小球(上面有一個(gè)通過球心的小孔)、________________________、細(xì)線(長1m左右)、刻度尺(最小刻度為1mm)、______________________。三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)1．實(shí)驗(yàn)的基本思想——理想化模型：單擺在偏角很小(不大于5°)時(shí)的運(yùn)動(dòng)，可以看成________________________運(yùn)動(dòng)。2．實(shí)驗(yàn)原理：由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可得g＝______________________，據(jù)此通過實(shí)驗(yàn)測出擺長l和周期T，即可計(jì)算得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——兩個(gè)物理量的測量方法。(1)單擺長度的測量。用________________________測量單擺的線長，用________________________測量擺球的直徑。擺長即擺線靜止時(shí)從懸點(diǎn)到球心間的距離。(2)單擺周期的測量。測出單擺n次全振動(dòng)的總時(shí)間t，單擺周期為T＝________________________。受迫振動(dòng)共振一、固有振動(dòng)、阻尼振動(dòng)1．固有振動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)________________________的振動(dòng)。2．固有頻率________________________振動(dòng)的頻率。3．阻尼振動(dòng)振幅隨時(shí)間________________________的振動(dòng)。二、受迫振動(dòng)1．驅(qū)動(dòng)力作用于振動(dòng)系統(tǒng)的________________________外力。2．受迫振動(dòng)系統(tǒng)在________________________作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。3．受迫振動(dòng)的頻率做受迫振動(dòng)的系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定后，其振動(dòng)頻率等于________________________的頻率，與系統(tǒng)的________________________無