高考物理 111 机械振动课件 新人教版.ppt

第1讲机械振动 1 概念质点的位移与时间的关系遵从的规律 即它的振动图象 x t图象 是一条 2 简谐运动的表达式 1 动力学表达式 f 其中 表示回复力与的方向相反 2 运动学表达式 x asin t 其中a代表振幅 表示简谐运动的快慢 t 代表简谐运动的 叫做初相 正弦函数 正弦曲线 kx 位移 2 f 相位 3 回复力 1 定义 使物体返回到的力 2 方向 时刻指向 3 来源 振动物体所受的沿的合力 平衡位置 平衡位置 振动方向 4 描述简谐运动的物理量 5 描述简谐运动的图象 11 1 1 答案 a 1 受迫振动 1 概念 振动系统在周期性作用下的振动 2 特点 受迫振动的频率等于的频率 跟系统的固有频率 2 共振 1 现象 当驱动力的频率等于系统的时 受迫振动的振幅最大 2 条件 驱动力的频率等于 3 特征 共振时振幅 4 共振曲线 如图11 1 2所示 驱动力 驱动力 无关 固有频率 固有频率 最大 11 1 2 针对训练 2 下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系 若该振动系统的固有频率为f固 则 a f固 60hzb 60hz f固 70hzc 50hz f固 60hzd 以上三项都不对 解析 从图所示的共振曲线 可判断出f驱与f固相差越大 受迫振动的振幅越小 f驱与f固越接近 受迫振动的振幅越大 并从中看出f驱越接近f固 振幅的变化越慢 比较各组数据知在f驱在50hz 60hz范围内时 振幅变化最小 因此 50hz f固 60hz 即c选项正确 答案 c 1 简谐运动的两种模型 11 1 3 11 1 4 答案 c 1 对简谐运动图象的认识 1 简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线 如图11 1 5所示 2 图象反映的是位移随时间的变化规律 随时间的增加而延伸 图象不代表质点运动的轨迹 3 任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小 正负表示速度的方向 正时沿x正方向 负时沿x负方向 11 1 5 2 图象信息 1 由图象可以得出质点做简谐运动的振幅 周期 2 可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移 3 可以根据图象确定某时刻质点回复力 加速度和速度的方向 回复力和加速度的方向 因回复力总是指向平衡位置 故回复力和加速度在图象上总是指向t轴 速度的方向 速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判断 下一时刻位移如增加 振动质点的速度方向就是远离t轴 下一时刻位移如减小 振动质点的速度方向就是指向t轴 2012 北京高考 一个弹簧振子沿x轴做简谐运动 取平衡位置o为x轴坐标原点 从某时刻开始计时 经过四分之一周期 振子具有沿x轴正方向的最大加速度 能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是 答案 a 自由振动 受迫振动和共振的比较 2012 泰安模拟 如图11 1 6所示 两个弹簧振子悬挂在同一支架上 已知甲弹簧振子的固有频率为8hz 乙弹簧振子的固有频率为72hz 当支架受到竖直方向且频率为9hz的驱动力作用做受迫振动时 两个弹簧振子的振动情况是 a 甲的振幅较大 且振动频率为8hzb 甲的振幅较大 且振动频率为9hzc 乙的振幅较大 且振动频率为9hzd 乙的振幅较大 且振动频率为72hz 解析 据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大 因为甲的固有频率接近驱动力的频率 做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率 所以b选项正确 答案 b 11 1 6 2 测摆长 实验器材有 毫米刻度尺和游标卡尺 让摆球处于自由下垂状态时 用刻度尺量出悬线长l线 用游标卡尺测出摆球的直径 2r 则摆长为l l线 r 3 测周期 实验仪器有 秒表 把摆球拉离平衡位置一个小角度 小于5 使单摆在竖直面内摆动 测量其完成全振动30次 或50次 所用的时间 求出完成一次全振动所用的平均时间 即为周期t 4 求重力加速度 将l和t代入g 4 2l t2 求g的值 变更摆长3次 重新测量每次的摆长和周期 再取重力加速度的平均值 即得本地的重力加速度 11 1 7 2011 福建高考 某实验小组在利用单摆