（全国版）2019版高考物理一轮复习第15章选考部分第53课时机械振动学案

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1、第53课时机械振动考点1简谐运动的特征自主梳理O1•定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向空位置的冋复力作用下的振动。2.平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。3.冋复力(1)定义：使物体返回到平衡位置的力。(2)方向：总是指向平衡位置。(3)来源：属于效果力,可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。4.描述简谐运动的物理量(1)位移肌由平衡位置指向质点所在位置的有向线段,是矢量。(2)振幅座振动物体离开平衡位置的最大距离,是O梶量，表示振动的强弱。(3)周期T：物体完成一次□全振动所需的时间。频率f：单位时间内完成全振动的E2次数。它们是表示振动快慢

2、的物理量，二者的关系为5.简谐运动的位移表达式：x=B/jsinCt+o典题示例O"Q丁。IIA—I)[例1](2018•河北沧州月考)如图，在一直立的光滑管内放置一劲度系数为*的轻质弹簧，管口上方0点与弹簧上端初位置力的距离为力，一质量为加的小球从0点由静止下落，压缩弹簧至最低点〃，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。小球自。点下落到最低点〃的过程中，下列说法中正确的是()A.小球最大速度的位置随力的变化而变化B.小球的最大速度与力无关C.小球的最大加速度大于重力加速度D.弹簧的最大压缩暈与力成正比解析小球速度最大的位置，加速度为零，即重力等于弹力，和ng=kx,所以

3、/不变,则最大速度位置不变，与力无关，故A错误；小球从下落点到平衡位置，重力和弹力做功,下落的高度不同，小球的最大速度不同，故B错误；若小球在力点释放，根据简谐运动的对称性，在最低点加速度为g,方向向上，若小球在。点释放，最低点位置会下降，则最大加速度大于g,故C正确;在最低点弹簧的压缩量最大，根据能量守恒定律可得mg（h+x）=^kx,故弹簧的最大压缩量与力有关，但不是成正比关系，故D错误。答案C烦法倔悟质点做简谐运动时，其位移（相対平衡位置的位移）、回复力、加速度、速度、动量等矢量都随时间做周期性的变化，它们的周期就是简谐运动的周期7：物体的动能和势能也随时间做周期性

4、的变化，英周期为常见的简谐运动模型有弹簧振子和单摆。即时训综61.（多选）下列关于振动的回复力的说法正确的是（）A.回复力方向总是指向平衡位置B.回复力是按效果命名的C.回复力一•定是物体受到的合力D.回复力由弹簧的弹力提供E.振动物体在平衡位置所受的回复力是零答案ABE解析回复力是按效果命名的，是指向平衡位置使振动物体回到平衡位置的力，可以由某个力或某几个力的合力提供，也可以由某个力的分力提供，故A、B正确，C错误；在水平弹簧振子中弹簧的弹力提供回复力，但在其他振动中，不一定由弹簧弹力提供，D错误；振动物体在平衡位置受到的回复力是零，E正确。2.（多选）关于简谐运动的周

5、期，以下说法正确的是（）A.间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同B.间隔半个周期的奇数倍的两个吋刻，物体的速度和加速度可能同吋相同C.半个周期内物体的动能变化一定为零D.一个周期内物体的势能变化一定为零E.经过一个周期质点通过的路程变为零答案ACD解析根据周期厂的定义可知，物体完成一次全振动,所有的物理量都恢复到初始状态,故A正确；当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反，且物体的速度和加速度不同时为零，故B错误；物体的动能和势能变化的周期为所以C、D正确；经过一个周期，质点通过的路程为4力，E错误。Or3.(多选)如图，轻弹簧上端固定，下

6、端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5“Z)moZ=0时刻，一小球从距物块力高处自由落下；十=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。収重力加速度的大小^=10m/s2o以下判断正确的是()A.力=1.7mB.简谐运动的周期是0.8sC.0.6s内物块运动的路程是0.2mD.t=0.4s时，物块与小球运动方向相反E.广=0.6s时，物块的位移是一0.1m答案ABE解析t=0.6s时，物块的位移为y=0.lsin(2.5nX0.6)m=—0.1m；则对小球力I2兀2兀+W=声汽解得h=.7m,A、E正确

7、；简谐运动的周期是T==■rs=0.8s,Bzz.on正确；0.6s内物块运动的路程是3J=0.3m,C错误；f=0.4s={,此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，D错误。考点2简谐运动图象的应用核心综述。1.物理意义：表示振动质点的位移随时间变化的规律。2.图象特征(1)正眩(或余弦)曲线。(2)从质点位于平衡位置处开始计时，函数表达式为x=Asin^tf图象如图甲所示；从质点位于最大位移处开始计时，函数表达式为x=Acoscott图彖如图乙所示。（3）图象斜率表示速度大小和方向，平衡位置速度最大，偏离