高考物理一轮复习 机械振动课件(选修34)

简谐运
(2)无摩擦等阻力
(2)无空气阻力
动条件
(3)在弹簧弹性限度内 (3)最大摆角很小
回复力 弹簧的弹力提供
摆球重力沿圆弧 切线方向的分力
平衡 位置
弹簧处于原长处
最低点
模型
弹簧振子
单摆
周期 能量
与振幅无关
T＝2π
l g
弹性势能与动能的相 重力势能与动能的相互转
转化 互转化，机械能守恒 化，机械能守恒
复习指导 本部分考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波 长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填 空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反 射的综合，有的考区也以计算题的形式考查． 复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各 物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义， 注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全 反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光 路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为 主，不可忽视任何一个知识点.
4．描述简谐运动的物理量
物理量
定义
意义
由平衡位置指向质点 描述质点振动中某时刻相对 位移
所在位置的有向线段 于平衡位置的位移
振动物体离开平衡位
振幅
描述振动的强弱和能量
置的最大距离
物理量
定义
意义
振动物体完成一次全 周期
振动所需时间 振动物体单位时间内 频率 完成全振动的次数
描述振动的快慢， 两者互为倒数：T＝1f
2．图象
(1)从_平___衡__位__置__开始计时，函数表达式为 x＝Asinωt，图象
如图甲所示．
(2)从_最__大__位__移__处__开始计时，函数表达式为 x＝Acosωt，图
象如图乙所示．
知识点3 单摆、周期公式
简谐运动的两种模型
模型
弹簧振子
示意图
单摆
模型
弹簧振子
单摆
(1)弹簧质量可忽略 (1)摆线为不可伸缩的轻细线
(2014·江西重点中学联考)如图所示．曲轴上挂一个弹簧振 子，转动摇把，曲轴可带动.现匀速转动摇把， 转速为240 r/min.则( )
A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 s B．当振子稳定振动时，它的振动频率是4 Hz C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大
解析：现匀速转动摇把，转速为240 r/min，驱动力频率为4 Hz，周期是0.25 s．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25 s，振动频率是4 Hz，选项A错误，B正确；当转速减小时，驱 动力频率减小，接近固有频率2 Hz，弹簧振子的振幅增大，选 项C错误，D正确．
答案：BD
4.
如图是均匀小球做单摆运动，平衡位置为O点，AB为最大 位移处，M、N点关于O点对称．下列说法正确的是( )
答案：B
2.弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过 M、N两点时速度v(v≠0)相同，如图所示，则下列说法正确的 是( )
A．振子在M、N两点受到的回复力相同 B．振子在M、N两点相对平衡位置的位移相同 C．振子在M、N两点的加速度的大小相等 D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动
第1讲
机械振动
基础
知识导学
基础夯实
知识点 1 简谐运动 1．简谐运动的概念：质点的位移与时间的关系遵从_正__弦__函__数 的规律，即它的振动图象(x－t 图象)是一条_正__弦__曲__线__． 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：使物体返回到_平___衡__位__置_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．
知识点4 受迫振动和共振 1．自由振动、受迫振动和共振
2.受迫振动中系统能量的变化：受迫振动系统机械能 不守恒 ，系统与外界时刻进行能量交换．
基础自测
1．(2013·上海卷)做简谐运动的物体，当它每次经过同一位
置时，可能不同的物理量是( )
A．位移
B．速度
C．加速度
D．回复力
解析：做简谐运动的物体，经过同一位置时，位移、回复 力和加速度是确定不变的，而速度的方向可能不同，故A、C、 D错误，B正确．
A．小球受重力、绳子拉力和回复力 B．小球所受合外力就是单摆的回复力 C．小球在O点时合外力为0 D．小球经过M点的位移与小球在N的位移大小相等、方向 相反 E．小球在A、B两点不受绳子拉力
相位
ωt＋φ
描述周期性运动在各个时刻 所处的不同状态
知识点 2 简谐运动的公式和图象 1．表达式 (1)动力学表达式：F＝_－__k_x__，其中“－”表示回复力与位 移的方向相反． (2)运动学表达式：x＝_A_s_i_n_(ω__t＋___φ_)，其中 A 代表振幅，ω ＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ 叫 作_初__相___．
选
修
机械振动与机械波
34
－
光 电磁波与相对论
高考导航
简谐运动Ⅰ 简谐运动的公式和图象Ⅱ 单摆、单摆的周期公式Ⅰ 受迫振动和共振Ⅰ 机械波Ⅰ 横波和纵波Ⅰ 横波的图象Ⅱ 波速、波长和频率(周期)的关系Ⅱ 波的干涉和衍射现象Ⅰ 多普勒效应Ⅰ 光的折射定律Ⅱ 折射率Ⅰ
考纲要求
考纲要求 全反射、光导纤维Ⅰ 光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ 变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播Ⅰ 电磁波的产生、发射和接收Ⅰ 电磁波谱Ⅰ 狭义相对论的基本假设Ⅰ 质速关系、质能关系Ⅰ 相对论质能关系式Ⅰ 实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 实验：测定玻璃的折射率 实验：用双缝干涉测光的波长 说明：(1)简谐振动只限于单摆和弹簧振子．(2)简谐运动的公式只限于回复力公式； 图象只限于位移—时间图象．(3)光的干涉只限于双缝干涉、薄膜干涉.
解析：振子第一次先后经过M、N时速度相同，则M、N关
于平衡位置对称，即xM＝－xN，根据F＝－kx，a＝－
k m
x可知，
FM＝－FN，aM＝－aN，故A、B错误，C正确；振子由M→N点 时，分段分析：由M→O点时，x减小，则加速度a减小，由
O→N点时，x增大，加速度a增大，故D错误．
答案：C
3．(多选)