11.1机械振动-知识点填空

机械振动—知识点填空

1．弹簧振子

（1）平衡位置：振子原来时的位置。

（2）机械振动：振子在附近的往复运动，简称振动。

（3）弹簧振子：和弹簧构成的系统。

2．弹簧振子的位移—时间图像（x－t图像）

（1）用横坐标表示振子运动的，纵坐标表示振子离开位置的位移（x），描绘

出的图像就是随变化的图像，即x－t图像，如图所示。

（2）振子的位移：振子相对位置的位移。

3．简谐运动及其图像

简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图像（x－t图像）

是一条曲线。

4．描述简谐运动的物理量

（1）振幅：振动物体离开平衡位置的距离。

（2）全振动（如图所示）

类似于O→B→O→C→O的一个的振动过程。

（3）周期和频率

①周期

a.定义：做简谐运动的物体完成所需要的时间。

b.单位：国际单位是。

②频率

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a.定义：单位时间内完成全振动的。

b.单位：。

③T和f的关系：T＝。

（4）相位

描述周期性运动在各个时刻所处的不同。

5．简谐运动的表达式

简谐运动的一般表达式为x＝。

（1）x表示振动物体相对于平衡位置的；t表示。

（2）A表示简谐运动的。

（3）ω叫做简谐运动的“”，表示简谐运动的快慢，ω＝＝

（与周期T和频率f的关系）。

（4）代表简谐运动的相位，φ表示t＝0时的相位，叫做。

（5）相位差

若两个简谐运动的表达式为x1＝A1sin（ωt＋φ1），x2＝A2sin（ωt＋φ2），则相位差为Δφ＝

＝。

6．简谐运动的回复力

（1）简谐运动

如果质点所受的力与它偏离平衡位置的大小成，并且总是指向平衡位

置，质点的运动就是简谐运动。

（2）回复力

①定义：使振动物体回到的力。

a.方向：总是指向。

b.表达式：F＝。

7．简谐运动的能量

（1）能量转化

弹簧振子运动的过程就是和互相转化的过程。

①在最大位移处，最大，为零。

②在平衡位置处，最大，最小。

（2）能量特点

在简谐运动中，振动系统的机械能，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此

试卷第2页，共4页

简谐运动是一种的模型。

8．单摆及单摆的回复力

（1）单摆

①如果细线的质量与小球相比可以，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样

的装置就叫做单摆。单摆是实际摆的模型。

②单摆的平衡位置：摆球时所在的位置。

（2）单摆的回复力

①回复力的来源：如图所示，摆球的重力沿圆弧（填“切线方向”或“法线方向”）

的分力提供回复力。

xmg

②回复力的特点：在偏角很小时，sin，所以单摆的回复力为Fx，即小球所受

ll

的回复力与它偏离平衡位置的成正比，方向总是指向，单摆的运动可

看成是简谐运动。

9．单摆的周期

（1）单摆振动的周期与摆球质量（填“有关”或“无关”），在振幅较小时与振幅

（填“有关”或“无关”），但与摆长（填“有关”或“无关”），摆长越长，周期

（填“越长”“越短”或“不变”）。

（2）单摆的周期公式T＝。

10．固有振动、阻尼振动

（1）固有振动和固有频率

①固有振动：振动系统在作用下的振动。

②固有频率：振动的频率。

（2）阻尼振动

①阻尼：当振动系统受到的作用时，振动受到了阻尼。

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②阻尼振动：逐渐减小的振动，如图所示。

11．受迫振动

（1）驱动力

作用于振动系统的的外力。

（2）受迫振动

①定义：系统在作用下的振动。

②受迫振动的频率（周期）

做受迫振动的物体，其振动频率总驱动力的频率，与系统的固有频率。

12．共振

（1）定义

驱动力的频率f系统的固有频率f0时，受迫振动的最大，这种现象叫

做共振。

（2）共振曲线（如图所示）

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参考答案：

1．静止平衡位置小球

【详解】（1）[1]对于弹簧振子，平衡位置为振子原来静止的位置。

（2）[2]振子在平衡位置附近的往复运动，叫机械振动，简称振动。

（3）[3]弹簧振子是小球和弹簧构成的系统。

2．时间（t）平衡位移时间平衡

【详解】（1）[1][2]根据弹簧振子的位移时间图像可知，横坐标表示振子运动的时间，纵坐

标表示振子离开平衡位置的位移。

[3][4]描绘出的图像就是位移随时间的变化图线。

（2）[5]振动物体的位移与运动学中位移的含义不同，振子的位移总是相对于平衡位置而言

的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。因而振子的位移是振子相对平衡位置

的位移。

3．正弦函数正弦

【详解】[1][2]简谐运动：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。

1

4．最大完整一次全振动秒（s）次数赫兹（Hz）

f

状态

【详解】（1）[1]振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离。

（2）[2]全振动是类似于O→B→O→C→O的一个完整的振动过程；

（3）[3]①a.周期是做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间；

（3）[4]b.周期的国际单位是秒（s）；

（3）[5]②a.频率是单位时间内完成全振动的次数。

（3）[6]b.频率的单位是赫兹（Hz）。

（3）[7]③T和f的关系为

1

T

f

（4）[8]相位是描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。

2

5．Asin（ωt＋φ）位移时间振幅圆频率2πfωt

T

＋φ初相位（或初相）（ωt＋φ2）－（ωt＋φ1）φ2－φ1

【详解】略

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6．位移正比平衡位置平衡位置－kx

【详解】略

7．动能势能势能动能动能势能守恒理想化

【详解】（1）[1][2]弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。

①[3][4]在最大位移处，弹簧振子势能最大，速度为0，则动能为0。

②[5][6]在平衡位置处，位移为0，速度最大，则弹簧振子势能最小，动能最大。

（2）[7][8]在简谐运动中，由于简谐运动是理想化模型，故振动系统的机械能守恒。

8．忽略理想化静止切线方向位移平衡位置

【详解】（1）单摆

①[1][2]如果细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样

的装置就叫做单摆。单摆是实际摆的理想化模型。

②[3]单摆的平衡位置：摆球静止时所在的位置。

（2）单摆的回复力

①[4]回复力的来源：如图所示，摆球的重力沿圆弧切线方向的分力提供回复力。

xmg

②[5][6]回复力的特点：在偏角很小时，sin，所以单摆的回复力为Fx，即小

ll

球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，单摆的运动可看

成是简谐运动。

l

9．无关无关有关越长2π

g

【详解】（1）[1][2][3][4]单摆振动的周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关，但与

摆长有关，摆长越长，周期越长。

（2）[5]单摆的周期公式