2019-2020年高考物理一轮复习第15章鸭部分第53课时机械振动学案

《2019-2020年高考物理一轮复习第15章鸭部分第53课时机械振动学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2019-2020年高考物理一轮复习第15章鸭部分第53课时机械振动学案1．定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。2．平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。3．回复力(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x：由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，是矢量。(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。(3)周期T：物体

2、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次数。它们是表示振动快慢的物理量，二者的关系为T＝。5．简谐运动的位移表达式：x＝Asin(ωt＋φ)。[例1]　(xx·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k的轻质弹簧，管口上方O点与弹簧上端初位置A的距离为h，一质量为m的小球从O点由静止下落，压缩弹簧至最低点D，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。小球自O点下落到最低点D的过程中，下列说法中正确的是(　　)A．小球最大速度的位置随h的变化而变化B．小球的最大速度与h无关C．小球的最大加速度大于重力加速度

3、D．弹簧的最大压缩量与h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，有mg＝kx，所以x不变，则最大速度位置不变，与h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A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O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)＝kx2，故弹簧的最大压缩量与h有关，但不是成正比关系，故D错误。答案　C质点做简谐运动时，其位移(相对平

4、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T。物体的动能和势能也随时间做周期性的变化，其周期为，常见的简谐运动模型有弹簧振子和单摆。1．(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

5、、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时刻，物体的速度和加速度可能同时相同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T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

6、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4A，E错误。3.(多选)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，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(2.5πt)m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2。以下判断正确的是(　　)A．h＝1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6

7、s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．t＝0.6s时，物块的位移是－0.1m答案　ABE解析　t＝0.6s时，物块的位移为y＝0.1sin(2.5π×0.6)m＝－0.1m；则对小球h＋

8、y

9、＝gt2，解得h＝1.7m，A、E正确；简谐运动的周期是T＝＝s＝0.8s，B正确；0.6s内物块运动的路程是3A＝0.3m，C错误；t＝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

10、(1)正弦(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＝Asinωt，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＝Acosωt，图象如图乙所示。(3)图象斜率表示速度大小和方向，平衡位置速度最