高考物理A版一轮复习课件第17章 机械振动和机械波.ppt

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1、第17章机械振动与机械波考点43简谐运动的能量，受迫振动，共振考点44实验：单摆测定重力加速度考点45机械波与波的图像考点42简谐运动振动图像单摆考点46波的特有现象多普勒效应考点41简谐运动振动图像单摆必备知识全面把握核心方法重点突破方法1简谐运动图像中各物理量的变化分析方法2简谐运动的周期公式和能量考法例析成就能力考法1简谐运动的规律，图像的综合考查考法2巧用简谐运动的对称性解题必备知识全面把握1．机械振动(1)定义物体在平衡位置附近所做的叫机械振动．产生机械振动的必要条件是物体受到的作用．(2)回复力使振动物体返回的力叫回复力．回复力是按照效果来命名的力，它可以是振动物体在振动方向

2、上的合外力(如水平方向振动的弹簧振子)，也可以是几个力的合力(如竖直方向振动的弹簧振子)，也可以是某个力的分力(如单摆)．回复力虽总是指向，但并不是贯穿于整个振动过程中，如在平衡位置时刻，回复力为零，即此刻没有回复力．往复运动回复力平衡位置平衡位置2．简谐运动及其图像(1)简谐运动如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动．①简谐运动的动力学特征：F＝(由此可知，简谐运动是一种变力作用下的运动)．②简谐运动的加速度特征：(由此可知，简谐运动是一种变加速运动)．③简谐运动的位移特征：或x＝A·cos(ωt＋φ)，即简谐运动

3、图像是正弦(或余弦)曲线．－kxx＝Asin(ωt＋φ)(2)描述简谐运动的物理量①位移：一般规定，做简谐运动物体的位移是指由平衡位置指向振子所在处的有向线段，是矢量，用字母x表示．②振幅：描述简谐运动的特征量．它反映了振动的强弱以及振动的空间范围，振动过程中位移大小的最大值等于振幅，振幅是标量．用字母A表示．③周期和频率：描述振动快慢的物理量．周期表示完成一个完整振动的时间，用字母T表示，单位是s；周期的倒数叫频率，用字母f表示，频率的单位是赫兹(Hz)．周期T和频率f的大小是由振动系统本身的性质决定的，因此，又称固有周期和固有频率．④全振动：振动质点从运动到某一位置开始到再一次以相同

4、的运动速度经过同一位置的振动过程称为一次全振动．⑤相位和相位差：相位是用来描述周期性运动的物体在各个时刻所处的不同状态的物理量，物体在计时起点时刻的相位称为初相位．两个具有相同频率的简谐运动的相位之差叫相位差．(3)简谐运动图像①简谐运动图像是振动物体偏离平衡位置的位移随时间变化的图像，叫振动图像，也叫位移—时间图像(x－t图像)．简谐运动的振动图像都是正弦曲线或余弦曲线．振动图像的一般表达式为x＝Asin(ωt＋φ)，也可以表示为或x＝Asin(2πft＋φ)．a．从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图像如图甲．b．从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图像

5、如图乙．振动图像表示振动物体的位移随时间变化的规律，反映了某一质点在各个不同时刻偏离平衡位置的位移情况，但绝不能认为是振动物体的运动轨迹．振动物体的轨迹是一条直线段(如弹簧振子)或曲线段(如单摆)．②由于简谐运动的位移(x)—时间(t)图像是正弦(或余弦)曲线，而F＝－kx，a＝－x，所以回复力F、加速度a与时间的关系图像也是正弦(或余弦)曲线，当然也可以证明振子的速度v、动能Ek、势能Ep(包括Ep弹、Ep重力)也是随时间按正弦(或余弦)规律变化的①弹簧振子：如图所示为弹簧振子，它是一种理想化的物理模型．这种模型是指小球与水平杆之间的摩擦可以忽略不计，并且弹簧的质量比小球质量小得多，也

6、可以忽略不计的理想情形．弹簧振子振动时的回复力，固有周期(其中m为小球振子的质量，k为弹簧的劲度系数)．弹簧振子做简谐运动时受到的回复力就是弹簧的水平弹力．(4)弹簧振子与单摆②单摆：如图所示，在一条不可伸长的、质量可忽略的细线下端拴一直径比线长小得多的小球(或一物体)，使绳的上端固定，在小振幅条件下(θ≤5°时)就是物理学中又一理想模型——单摆．(摆动时空气阻碍作用不计)在摆角很小的情况下，单摆所受的回复力与偏离平衡位置的位移成正比，而方向相反，即单摆做简谐运动，回复力，振动时的固有周期(其中l为固定悬挂点到摆球质心的距离，即摆长，g为重力加速度)．由周期公式可以看出，单摆的振动周期与

7、振幅的大小无关，称为单摆的等时性．由单摆的等时性可对当地的重力加速度加以测定：考点42核心方法　重点突破方法1简谐运动图像中各物理量的变化分析[天津理综2018·8，6分](多选)一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点．t＝0时振子的位移为－0.1m，t＝1s时位移为0.1m，则()A．若振幅为0.1m，振子的周期可能为sB．若振幅为0.1m，振子的周期可能为sC．若振幅为0.2m，振子的周期可能为4sD．若振幅为0.2m，振子