物理专题复习课件：机械振动与机械波知识讲解.ppt

《物理专题复习课件：机械振动与机械波知识讲解.ppt》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、物理专题复习课件：机械振动与机械波2.简谐运动的特点(1)动力学特征：F回＝－kx.“－”表示位移的方向与回复力的方向总是相反．(2)运动学特征：做变加速运动．①远离平衡位置的过程：由F＝－kx＝ma可知，x增大，F增大，a增大，但a与v反向，故v减小，动能减小．②靠近平衡位置的过程：由F＝－kx＝ma可知，x减小，F减小，a减小，但a与v同向，故v增大，动能增大．x、v、a均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意：v与a的变化趋势相反)．(3)能量特征：对单摆和弹簧振子来说，振幅越大，能量越大．在运动过

2、程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒，振幅A不变．考点53简谐运动2(4)周期性特征：相隔T或者nT的两个时刻，振子处于同一位置且振动状态相同．3．简谐运动图像(1)简谐运动图像的建立简谐运动的位移—时间图像反映的是物体偏离平衡位置的位移随时间变化的规律，图像是正弦(或余弦)曲线．改变纸带运动的速度，可以改变简谐运动的图像，但并不能改变质点运动的轨迹．考点53简谐运动3考点53简谐运动4考法1考查简谐运动的动力学特征★★1．物体运动是否是简谐运动通过分析做简谐运动的物体所受的力是否满足F＝－kx来

3、判断，回复力F与位移x成正比且方向总相反．此时，一般首先要确定运动物体的平衡位置，其次在物体离平衡位置x处分析出回复力，再根据简谐运动中回复力的特点进行判断．5考点53简谐运动61．简谐运动的位移、速度、加速度及对称性(1)位移：方向为从平衡位置指向振子位置，大小为平衡位置到该位置的距离．位移的表示方法：以平衡位置为原点，以振动所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某一时刻振子(偏离平衡位置)的位移用该时刻振子所在位置的坐标来表示．振子通过平衡位置时，位移改变方向．(2)速度：描述振子在振动过程中经过某一位

4、置或某一时刻运动的快慢．在所建立的坐标轴上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反．振子在最大位移处速度为零，在平衡位置时速度最大，振子在最大位移处速度方向发生改变．考点53简谐运动7(4)理解简谐运动的对称性①瞬时量的对称性：做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系．另外速度的大小具有对称性，方向可能相同或相反．②过程量的对称性：振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如：质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如tBC＝tB′C′，

5、如图所示．考点53简谐运动82．简谐运动中路程和时间的关系(1)若质点运动时间t与周期T的关系满足t＝nT(n＝1，2，3，…)，则s＝×4A成立．【关键点拨】不论计时起点对应质点在哪个位置向哪个方向运动，经历一个周期就完成一次全振动，完成任何一次全振动质点通过的路程都等于4A.(2)若质点运动时间t与周期T的关系满足(n＝1，2，3，…)，则成立．(3)若质点运动时间t与周期T的关系满足，此种情况最复杂，分三种情形：①计时起点对应质点在三个特殊位置(两个最大位移处，一个平衡位置)，由简谐运动的周期性和

6、对称性知，s＝A成立．考点53简谐运动9②计时起点对应质点在最大位移和平衡位置之间，向平衡位置运动，则s>A.③计时起点对应质点在最大位移处和平衡位置之间，向最大位移处运动，则s

7、幅、周期和频率．如图中，对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝＋7cm，x2＝－5cm.振幅A＝10cm，周期T＝0.2s，频率f＝5Hz.2．依据对图像的几何分析判断质点运动性质(1)确定质点的振动方向．振动方向判定有两种方法：①可依据“上坡正，下坡负”，例如图中的t1、t3时刻，质点正在“上坡”，则其振动方向为正方向；t2时刻，质点正在“下坡”，则其振动方向为负方向．②可用作曲线上某点切线的方法，切线斜率为正则速度方向为正；切线斜率为负则速度方向为负．(2)质点的速度大小判定有两种方法：①可依据切线斜

8、率的绝对值大小，斜率的绝对值越大，速度越大；斜率的绝对值越小，速度越小．②可根据运动情况来判断速度大小，由平衡位置向两侧运动，速度减小；由两考点53简谐运动11侧向平衡位置运动，速度增大．例如t1、t2时刻质点远离平衡位置，速度减小，t3时刻质点靠近平衡位置，速度增大．(3)比较各时刻质点加速度的大小和方向．由于，故可以根据图像上各个时刻的位移变化情况确定质点加速度的变化情况．例如在图中t1时刻质点位移x1为正，则加速度a1为负，t2时刻质