物理人教版（2023）选择性必修第一册 第二章 机械振动 章节复习（共16张ppt）

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章节复习

第二章机械振动

知识框架

简谐运动

1.定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动.

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：使物体在平衡位置附近做往复运动的力．

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．

说明：简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大.

描述简谐运动的物理量

1.位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅.

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和频率f：表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系.

4.初相位：周期性运动的物体在各个时刻所处的不同的状态.

5.简谐运动的表达式：

简谐运动的图像——振动图像

1.意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹.

2.特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线.

从平衡位置开始计时，把开始运动的方向规定为正方向

小试牛刀

一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，已知小球质量为

20g，弹簧的劲度系数为20N/m，下列说法正确的是()

A.小球位移随时间变化的关系式为x=5sinπt(cm)

B.在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加

C.小球的最大加速度为100m/s2

D.该小球在0～50s内的位移为0cm，路程为2.5m

D

小试牛刀

如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：

(1)该振子简谐运动的表达式；

(2)在1.5s时，弹簧振子的位移x是多少？

(3)该振子在前100s的总位移s是多少？路程L是多少？

弹簧振子

1.结构：小球和弹簧组成的系统.

周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境、放置的方式、振幅无任何关系。

小试牛刀

如图所示，弹簧振子在B、C两点间做无摩擦的往复运动，

O是振子的平衡位置．则振子()

A.从B向O运动过程中位移一直变小

B.从O向C运动过程中加速度一直变小

C.从B经过O向C运动过程中速度一直变大

D.从C经过O向B运动过程中弹性势能一直变大

A

单摆

1.结构：摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.

2.单摆的振动可看作简谐运动的条件是：最大摆角αlb=ld>la，先让d摆摆动起来(摆角不超过5°)，则下列说法中正确的是()

A.b摆发生振动，其余摆均不动

B.所有摆均以相同摆角振动

C.摆动过程中，b摆的振幅最大

D.摆动过程中，c摆的周期最大

C

小试牛刀

轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及

避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车

身悬挂系统”的固有周期是0.5s，这辆汽

车匀速通过某路口的条状减速带，如图，已

知相邻两条减速带间的距离为1.0m，该车经

过该减速带过程中，下列说法正确的是()

A.当轿车以30km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为2Hz

B.轿车通过减速带的速度大小不同，车身上下振动的幅度大小也