(高一物理)第10章第15节振动和波复习教案04 人教版

机械振动复习
教学目的：复习巩固振动的有关知识，进一步认识这种运动形式，掌握其运动规律和受力特点；会判断物体是否做简谐运动，在具体问题中分析与位移有关的物理量（如速度、加速度、动能及势能）的变化规律；能在实际问题中应用振动图象解题。

一、简谐运动的规律
1．特点和条件
特点：运动具有往复性，具有周期性。

条件：回复力的大小与位移成正比，方向相反（即回复力始终指向平衡位置）；振动物体所受摩擦阻力很小。

回复力是根据效果来命名的力，可能是一个力，也可能是几个力的合力，也可能是某个力的一个分力。

平衡位置即回复力等于零的位置，亦即振动物体停止振动时所处的位置。

2．描述振动的物理量（振动的三要素）
振幅A：振动质点离开平衡位置的最大位移。

频率f、周期T、角频率三者的关系是：f=1/T，ω=2П/T=2Пf
周期指完成一次全振动所用的时间，频率是振动质点在单位时间内完成全振动的次数。

3．机械振动、简谐运动的动力学特征
动力学表达式：F=-kx ①
结合牛顿第二定律：a=F/m=-kx/m ②
①和②都可以作为简谐运动的判别式。

4．简谐运动的周期公式T=2∏√（m/k）公式中的k为比例系数，对于弹簧振子k 为劲度系数。

5．单摆的振动
单摆模型：将一根轻且不可伸长的细线一端固定于悬点，另一端系一质量大而体积小的钢球。

使单摆回到平衡位置的回复力F=mgsinθ
当摆角θ<5°时，sinθ≈θ≈s/l，考虑到F与x方向相反，所以F=-mgx/l式中mg/l为一常数，由F=-kx，可知单摆在θ<5°情况下，其运动可看作简谐运动。

令k= mg/l带入简谐运动的周期公式可得单摆的周期公式为：T=2∏√（l/g）。

从式中可以看出，当单摆做简谐运动时，其固有周期只与摆长和当地的重力加速度有关，而与摆球的质量无关，与振幅无关（在θ<5°的条件下）。

6．简谐运动的图象
图象反映振动质点的位移随时间的变化规律，利用图象可以求出任意时刻振动质点的位移。

还可以根据图象确定与位移有关的物理量，如速度、加速度、回复力、势能和动能等。