浦东新王牌春季课程 高一物理-机械振动.doc

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1、第3讲机械振动要点导学一、机械振动1．机械振动：物体（或物体的一部分）在两侧做的往复运动．振动的特点：①；②，振动的特点是判断物体运动是否是机械振动的条件．产生振动的条件：①；②．2．回复力：振动物体所受到的总是指向的合外力．(1)回复力时刻指向．(2)回复力是按效果命名的，可由任意性质的力提供，可以是几个力的合力，也可以是一个力的分力．(3)合外力指振动方向上的，而是物体受到的合外力．(4)在平衡位置处，回复力为零，而物体所受合外力不一定为零．如单摆运动，当小球在最低点处，回复力为零，而物体所受的合外力不为零．3．平衡位置：振动物体受回复力等于零的位置，也是振动停止后，振

2、动物体所在位置．平衡位置通常在振动轨迹的中点．“平衡位置”不等于“平衡状态”．平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零，并不处于平衡状态．二、简谐振动及其描述物理量1．描述振动的物理量(1)位移：由指向所在位置的有向线段．①位移是矢量，其最大值等于．②始点是，所以跟回复力方向永远相反．③位移随时间的变化图线就是振动图像．(2)振幅：振动质点离开平衡位置的．①振幅是标量．②表示振动的．(3)周期和频率：完成一次所用的时间为周期丁，每秒钟完成的次数为频率f。①二者都表示振动的快慢．②二者互为倒数；T=1/f③当T和f由振动系统本身的性质决定时（非受迫振动

3、），则叫，固有周期和固有频率是定值，与物体所处的状态无关．2．简谐振动：物体所受的回复力跟时，物体的振动是简谐振动．(1)受力特征：回复力(2)运动特征：加速度，方向与位移方向相反，总指向平衡位置．简谐运动是一种，在平衡位置时，速度，加速度；在最大位移处，速度，加速度．说明：①判断一个振动是否为简谐运动的依据是看该振动是否满足上述受力特征或运动特征．②简谐运动中涉及的位移、速率、加速度的参考点，都是平衡位置．知识点一简谐运动例1：简谐运动属于下列哪一种运动()A.匀速运动B.匀变速运动C.非匀变速运动D.机械振动例2：一弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A、若位移

4、为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B、振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同D、振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同例3：一弹簧振子做简谐振动，周期为T，则（）A．若t时刻和（t十△t）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则△t一定等于T的整数倍B．若t时刻和（t十△t）时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则△t一定等于T/2的整数倍C．若△t=T，则在t时刻和（t＋△t）时刻振子运动的加速度一定相等D．若△t=T/2，则在t时刻和（t十△t）时刻弹簧的长度一定相等例4：一简谐振子沿

5、x轴振动，平衡位置在坐标原点．t=0时刻振子的位移x=－0.1m；t=s时刻x=0.1m；t=4s时刻x=0．1m．该振子的振幅和周期可能为（）A、0.1m，sB、0.1m，8sC、0.2m，sD、0.2m，8s例5：如图所示，轻质弹簧上端固定，下端连接一小球，平衡时小球处于O位置．现将小球由O位置再下拉一小段距离后释放（在弹性限度内），试证明释放后小球的上下振动是简谐振动。知识点二、振动过程中各物理量的变化情况说明：简谐运动的位移、回复力、加速度、速度都随时间做周期性变化（正弦或余弦函数）,变化周期为T，振子的动能、势能也做周期性变化，周期为T／2①凡离开平衡位置的过程，

6、v、Ek均减小，x、F、a、Ep均增大；凡向平衡位置移动时，v、Ek均增大，x、F、a、Ep均减小．②振子运动至平衡位置时，x、F、a为零，Ep最小，v、Ek最大；当在最大位移时，x、F、a、Ep最大，v、Ek最小，为零．③在平衡位置两侧的对称点上，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相同．例1：如下图所示，为弹簧振子运动过程的列表，将表填写完整．振子运动A→OO→A′A′→OO→A[位移x方向大小变化向右减小弹力F方向大小变化向左减小加速度a方向大小变化向左减小速度v方向大小变化向左增大例2：如图所示，一个竖直弹簧与一块质量为M的薄板连接，板上放着一块质量为m的木块，使整个

7、一装置在竖直方向上做简谐运动。要让整个过程中木块都不脱离木板，振幅A应该满足什么条件？例3：甲乙两物体粘连后固定在弹簧下端，使它们一起在竖直方向上做简谐运动，振幅为A，如图所示。当它们振动若干次后，乙突然脱落，甲单独振动的振幅为A1则下列情况中可能出现的是()A、乙在最低点处脱落时一定A1AC、乙在最高点处脱落时可能A1A例4：如图所示，一弹簧振子在振动过程中，经a、b两点的速度相同，若它从a到b历时0．2s，从b再回到a的最短时间为0.4s，