机械振动全面讲义知识点和高考题
2022年高考物理(新课标)总复习配套讲义：第74课时 机械振动 Word版含解析
第74课时 机械振动(双基落实课)[命题者说] 本课时内容包括简谐运动、单摆、受迫振动和共振等学问，主要了解机械振动这种运动形式，高考一般不会对这部分学问单独考查，但是简谐运动的特征、周期和图像、单摆振动的周期，受迫振动和共振等考点，也是高考经常涉及的内容。
一、简谐运动1.定义：假如质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律，即它的振动图像(x -t 图像)是一条正弦曲线，这样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，可以由某一个力供应，也可以由几个力的合力或某个力的分力供应。
4．描述简谐运动的物理量物理量 定 义意 义位移 由平衡位置指向质点所在位置的有向线段描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移 振幅 振动物体离开平衡位置的最大距离 描述振动的强弱和能量周期 振动物体完成一次全振动所需时间 描述振动的快慢，两者互为倒数：T ＝1f频率振动物体单位时间内完成全振动的次数 相位 ωt ＋φ描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态[小题练通]1．(2021·北京西城区模拟)弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时( ) A ．速度最大 B ．回复力最大 C ．加速度最大D ．弹性势能最大解析：选A 弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时，弹性势能最小，动能最大，故速度最大，选项A 正确，D 错误；弹簧振子通过平衡位置时，位移为零，依据F ＝－kx ，a ＝－kxm ，可知回复力为零，加速度为零，故选项B 、C 错误。
2．关于简谐运动的周期，以下说法正确的是( )A ．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动状况相同B ．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同C ．半个周期内物体的动能变化肯定为零D ．一个周期内物体的势能变化肯定为零E ．经过一个周期质点通过的路程变为零解析：选ACD 依据周期的定义可知，物体完成一次全振动，全部的物理量都恢复到初始状态，故A 选项正确。
高考第一轮复习讲义(第六章 机械振动和机械波
第七讲 机械振动和机械波第一节 机械振动几个概念一、简谐运动的概念１、机械振动物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动。
机械振动的条件是：（１）物体受到回复力的作用；（２）阻力足够小。
２、回复力使振动物体返回平衡位置的力叫回复力。
回复力时刻指向平衡位置。
回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某个力或某个力的分力，可能是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。
３、简谐运动物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫简谐运动。
表达式为：Ｆ＝－ｋｘ。
４、描述简谐运动的物理量（１）位移ｘ：由平衡位置指向振子所在处的有向线段，最大值等于振幅；（２）振幅Ａ：是描述振动强弱的物理量。
（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的，而位移是时刻在改变的） （３）周期Ｔ：是描述振动快慢的物理量。
频率ｆ＝T 1。
二、两种简谐运动模型１、弹簧振子 弹簧一端固定，另一端固定一个质点则构成一个弹簧振子，其振动周期Ｔ＝km π2，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度系数决定。
２、单摆细线一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，忽略小球在运动过程中所受的空气阻力，这们的装置叫单摆。
最大摆角小于５０单摆的振动可以看作是简谐振动。
（１）单摆振动的周期：gl T π2=。
（２）秒摆：周期Ｔ＝２ｓ的单摆称秒摆。
重难点突破 一、平衡位置的理解平衡位置是做机械振动物体最终停止振动后振子所在的位置，也是振动过程中回复力为零的位置。
（１）平衡位置是回复力为零的位置；（２）平衡位置不一定是合力为零的位置；（３）不同振动系统平衡位置不同：竖直方向的弹簧振子，平衡位置是其弹力等于重力的位置；水平匀强电场和重力场共同作用的单摆，平衡位置在电场力与重力的合力方向上。
二、回复力的理解１、回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力，但不一定是物体受到的合外力。
机械振动第1节简谐运动讲义-人教版高中物理选修3-4讲义练习
第1节简谐运动1.平衡位置是振子原来静止的位置，振子在其附近所做的往复运动，是一种机械振动，简称振动。
2．如果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(xt图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动，它是一种最简单、最基本的振动，是一种周期性运动。
3．简谐运动的位移一时间图像表示质点离开平衡位置的位移随时间变化的关系，而非质点的运动轨迹。
由该图像可以确定质点在任意时刻偏离平衡位置的位移和运动情况。
一、弹簧振子1．弹簧振子如图所示，如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。
2．平衡位置振子原来静止时的位置。
3．机械振动振子在平衡位置附近所做的往复运动，简称振动。
二、弹簧振子的位移—时间图像1．振动位移从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。
2．建立坐标系的方法以小球的平衡位置为坐标原点，沿振动方向建立坐标轴。
一般规定小球在平衡位置右边(或上边)时，位移为正，在平衡位置左边(或下边)时，位移为负。
3．图像绘制用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。
三、简谐运动及其图像1．定义：如果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(xt图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动。
弹簧振子的运动就是简谐运动。
3．简谐运动的图像(1)形状：正弦曲线，凡是能写成x＝A sin(ωt＋φ)的曲线均为正弦曲线。
(2)物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律。
1．自主思考——判一判(1)平衡位置即速度为零时的位置。
(×)(2)平衡位置为振子能保持静止的位置。
(√)(3)振子的位移－5 cm小于1 cm。
(×)(4)简谐运动的轨迹是一条正弦(或余弦)曲线。
(×)(5)简谐运动是一种匀变速直线运动。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习附解析(2)
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习附解析(2)一、选择题1．如图所小，一轻质弹簧下端系一质量为m 的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。
使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v 水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x 0（未标出），印迹上P 、Q 两点的纵坐标为y 0和-y 0.忽略空气阻力，重力加速度为g ，则（ ）A ．该弹簧振子的振幅为2y 0B ．该弹簧振子的振动周期为03x vC ．激光笔在留下P 、Q 两点时加速度相同D ．激光笔在留下PQ 段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为-2 mgy 02．做简谐运动的物体，下列说法正确的是A ．当它每次经过同一位置时，位移可能不同B ．当它每次经过同一位置时，速度可能不同C ．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D ．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅3．如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是（ ）A ．0.2s 时的位移与0.4s 时的位移相同B ．0.4s 时的速度与0.6s 时的速度相同C ．弹簧振子的振动周期为0.9s ，振幅为4cmD ．0.2s 时的回复力与0.6s 时的回复力方向相反4．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是A ．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率。
B ．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率。
C ．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率。
D ．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率。
5．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大6．下列说法中正确的是（）A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C．在受迫振动中，物体振动的频率一定等于自身的固有频率D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故7．在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆，在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子，OA的距离是单摆摆长的一半，如图所示。
高中物理必修三 讲义 17 A机械振动 基础版
机械振动考点一简谐运动的规律简谐运动1.定义：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动.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.技巧点拨例题精练1.(多选)一弹簧振子做简谐运动，则以下说法正确的是()A.振子的加速度方向始终指向平衡位置B.已知振动周期为T，若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的加速度一定相同C.若t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度相等，则Δt一定为振动周期的整数倍D.振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等2.如图1所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是()图1A.物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B.物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C.物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D.物块A受重力、支持力及B对它的非恒定的摩擦力考点二简谐运动图象的理解和应用简谐运动的图象1.物理意义：表示振子的位移随时间变化的规律，为正弦(或余弦)曲线.2.简谐运动的图象(1)从平衡位置开始计时，把开始运动的方向规定为正方向，函数表达式为x＝A sin_ωt，图象如图2甲所示.图2(2)从正的最大位移处开始计时，函数表达式为x＝A cos_ωt，图象如图乙所示.技巧点拨1.从图象可获取的信息图3(1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ0(如图3所示).(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移.(3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度大小和方向，速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位移的变化来确定.(4)某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同.(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况.2.简谐运动的对称性(如图4)图4(1)相隔Δt ＝(n ＋12)T (n ＝0,1,2…)的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡位置对称，位移等大反向(或都为零)，速度等大反向(或都为零)，加速度等大反向(或都为零).(2)相隔Δt ＝nT (n ＝1,2,3…)的两个时刻，弹簧振子在同一位置，位移、速度和加速度都相同. 例题精练3.(多选)一个质点以O 为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图5，a 、b 、c 、d 表示质点在不同时刻的相应位置.下列说法正确的是( )图5A.质点通过位置c 时速度最大，加速度为零B.质点通过位置b 时，相对平衡位置的位移为A2C.质点从位置a 到位置c 和从位置b 到位置d 所用时间相等D.质点从位置a 到位置b 和从位置b 到位置c 的平均速度相等E.质点通过位置b 和通过位置d 时速度方向相同，加速度方向相反4.(多选)某质点做简谐运动，其位移与时间的关系式为x ＝3sin (2π3t ＋π2) cm ，则( )A.质点的振幅为3 cmB.质点振动的周期为3 sC.质点振动的周期为2π3sD.t ＝0.75 s 时刻，质点回到平衡位置考点三 单摆及其周期公式1.定义：如果细线的长度不可改变，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，这样的装置叫作单摆.(如图6)图62.视为简谐运动的条件：θ<5°.3.回复力：F ＝G 2＝G sin θ.4.周期公式：T ＝2πl g. (1)l 为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离. (2)g 为当地重力加速度.5.单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l 和重力加速度g ，与振幅和振子(小球)质量无关. 技巧点拨 单摆的受力特征(1)回复力：摆球重力沿与摆线垂直方向的分力，F 回＝mg sin θ＝－mgl x ＝－kx ，负号表示回复力F 回与位移x 的方向相反.(2)向心力：摆线的拉力和摆球重力沿摆线方向分力的合力充当向心力，F 向＝F T －mg cos θ. (3)两点说明①当摆球在最高点时，F 向＝0，F T ＝mg cos θ.②当摆球在最低点时，F 向＝m v max 2l ，F 向最大，F T ＝mg ＋m v max 2l .例题精练5.(多选)关于单摆，下列说法正确的是( ) A.将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大 B.将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小 C.当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大 D.当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零考点四 受迫振动和共振1.受迫振动(1)概念：系统在驱动力作用下的振动.(2)振动特征：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关.2.共振(1)概念：当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大的现象.(2)共振的条件：驱动力的频率等于固有频率.(3)共振的特征：共振时振幅最大.(4)共振曲线(如图7所示).图7f＝f0时，A＝A m，f与f0差别越大，物体做受迫振动的振幅越小.技巧点拨简谐运动、受迫振动和共振的比较技巧点拨6.(多选)一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图8所示，则()图8A.此单摆的固有周期为2 sB.此单摆的摆长约为1 mC.若摆长增大，单摆的固有频率增大D.若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动7.(多选)如图9所示为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆(称为“驱动摆”)驱动另外几个单摆.下列说法正确的是()图9A.某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同但加速度一定相同B.如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于2πL gC.驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量D.如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大综合练习一．选择题（共18小题）1．（宝山区校级期中）质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中不属于机械振动的是（）A．B．C．D．2．（东安区校级期末）关于简谐振动，下列说法中正确的是（）A．回复力跟位移成正比，方向有时跟位移相同，有时跟位移方向相反B．加速度跟位移成正比，方向永远跟位移方向相反C ．速度跟位移成反比，方向跟位移有时相同有时相反D ．加速度跟回复力成反比，方向永远相同 3．（静安区二模）简谐运动属于（ ） A ．匀速运动B ．匀加速运动C ．匀变速运动D ．变加速运动4．（和平区校级期末）如图所示，弹簧振子上下振动，白纸以速度v 向左匀速运动，振子所带墨笔在白纸上留下如图曲线，建立如图所示坐标，y 1、y 2、x 0、2x 0为纸上印迹的位置坐标，则（ ）A ．该弹簧振子的振动周期为2x 0B ．该弹簧振子的振幅为y 1C ．该弹簧振子的平衡位置在弹簧原长处D ．该弹簧振子的圆频率为πv x 05．（思明区校级期中）下列关于简谐振动的说法错误的是（ ） A ．物体在1个周期内通过的路程是4个振幅 B ．物体在12个周期内通过的路程是2个振幅C ．物体在32个周期内通过的路程是6个振幅D ．物体在14个周期内通过的路程是1个振幅6．（思明区校级期中）一个质点做简谐运动的位移x 与时间t 的关系如图所示，由图可知（ ）A ．频率是2HzB．振幅是5cmC．t＝7.5s时的加速度最大D．t＝9s时质点所受的合外力为零7．（思明区校级期中）一个质点在水平方向上做简谐运动的位移随时间变化的关系是x＝5sin5πtcm，则下列判断正确的是（）A．该简谐运动的周期是0.2sB．头1s内质点运动的路程是100cmC．0.4s到0.5s内质点的速度在逐渐减小D．t＝0.6s时刻质点的动能为08．（六合区校级期末）在水平方向上做简谐运动的弹簧振子如图所示，受力情况是（）A．重力、支持力和弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧弹力和回复力C．重力、支持力和回复力D．重力、支持力、摩擦力和回复力9．（日照期中）一弹簧振子做简谐运动，周期为T（）A．若t时刻和（t+△t）时刻振子位移大小相等、方向相同，则△t一定等于T的整数倍B．若t时刻和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等、方向相反，则△t一定等于T2的整数倍C．若△t=T2，则在t时刻和（t+△t）时刻振子运动的加速度大小一定相等D．若△t=T2，则在t时刻和（t+△t）时刻弹簧的长度一定相等10．（台江区校级期中）对单摆在竖直面内做简谐运动，下面说法中正确的是（）A．摆球的回复力是它所受的合力B．摆球所受向心力处处相同C．摆球经过平衡位置时所受合外力为零D．摆球经过平衡位置时所受回复力为零11．（淮安月考）一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（）A．位移增大B．速度增大C．回复力减小D．机械能减小12．（烟台期末）将一单摆的周期变为原来的2倍，下列措施可行的是（ ） A ．只将摆球的质量变为原来的12B ．只将摆长变为原来的2倍C ．只将摆长变为原来的4倍D ．只将振幅变为原来的2倍13．（虹口区二模）某小组利用单摆测定当地重力加速度，最合理的装置是（ ）A ．B ．C ．D ．14．（南京模拟）某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，下列做法正确的是（ ） A ．摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些 B ．摆球要选择质量大些、体积小些的 C ．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大D ．拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回摆到开始位置时停止计时，记录的时间作为单摆周期的测量值15．（金山区二模）若单摆的摆长变大，摆球的质量变大，摆球离开平衡位置的最大摆角不变，则单摆振动的（）A．周期不变，振幅不变B．周期不变，振幅变大C．周期变大，振幅不变D．周期变大，振幅变大16．（红桥区期末）做阻尼运动的弹簧振子，它的（）A．周期越来越小B．位移越来越小C．振幅越来越小D．机械能保持不变17．（红桥区期中）弹簧上端固定，下端挂有一只条形磁铁，使磁铁上下做简谐运动，若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅，将会发现（）A．S闭合或断开时，振幅的变化相同B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变C．S闭合时振幅减小，S断开时振幅不变D．S闭合或断开时，振幅不会变化18．（丰台区期中）如图所示，在一根张紧的水平绳上悬挂有五个摆，其中A、E的摆长相等。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习有解析
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习有解析一、选择题1．一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为 x=0,x=x b（x b>0）.a 点的振动规律如图所示。
已知波速为v=1m/s,在t=0s 时b 的位移为 0.05m,则下列判断正确的是A．从t=0 时刻起的 2s 内，a质点随波迁移了 2mB．t=0.5s 时，质点a的位移为 0.05mC．若波沿x 轴正向传播,则可能x b=0.5mD．若波沿x轴负向传播,则可能x b=2.5m2．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是A．速度、加速度、动能B．动能、冋复力、对平衡位置的位移C．加速度、速度、势能D．速度、动能、回复力3．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大4．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大5．如图是一弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．质点振动的振幅为2cmB．质点振动的频率为4HzC．在2s末，质点的加速度最大D．在2s末，质点的速度最大6．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．①B．③C．①④D．②④7．如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像，那么振动系统在( )A．t3 和t5具有相同的动能和动量B．t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C．t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D．t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度8．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。
机械振动全面讲义知识点和高考题
1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点 的运动就是简谐运动。
简谐运动的回复力：即 F = -kx注意：其中x 都是相对平衡位置的位移。
区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点） ⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反⑵k”对一般的简谐运动，k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数 ⑶F 回=—kx 是证明物体是否做简谐运动的依据2） 简谐运动的表达式： x= A sin （cot +妨”3） 简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变 化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。
可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向， 注意在振幅处速度无方向。
A 、 简谐运动（关于平衡位置）对称、相等① 同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相 同•② 对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、 回复力、加速度大小相等、方向相反 ③ 对称段：经历时间相同④ 一个周期内，振子的路程一定为 4A （ A 为振幅）； 半个周期内，振子的路程一定为2A ;四分之一周期内，振子的路程不一定为A每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置 的对称点，且速度方向一定相反 B 、 振幅与位移的区别：⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变 思考： 1、 平衡位置的合力一定为 0吗？ （单摆） 2、 弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗？（竖直弹簧振子）3、 人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？ 考点81单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）要求：11）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关 T=2二点（I 为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测 次全振动所用时间t ,则T=t/N ）、知识网络r 运动规律物理量：振幅、周期、频率简谐运动图象r 弹簧振子: F= - kxI 受力特点■＞回复力：F= - kx二、考点 受迫振动*共振mg周期：考点80 简谐运动简谐运动的表达式和图象 要求:2）单摆的周期公式（惠更斯）3）数据处理：g 2（1）平均值法；（2）图象法：以1和T2为纵横坐标，作出1=4 2T的图象（变非线性关系为线性关系）；4）振动周期是2秒的单摆叫秒摆摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比考点82受迫振动和共振要求：1受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习附答案解析
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习附答案解析一、选择题1．一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知：（）A．质点的振动频率是4HzB．t=2s时，质点的加速度最大C．质点的振幅为5cmD．t=3s时，质点所受合力为正向最大2．如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。
设声速为v，则该声音的频率（）A．B．C．D．3．如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是（）A．0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B．0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C．弹簧振子的振动周期为0.9s，振幅为4cmD．0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反4．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大5．如图是一弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．质点振动的振幅为2cmB．质点振动的频率为4HzC．在2s末，质点的加速度最大D．在2s末，质点的速度最大6．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz7．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图．a、b两质点的横坐标分别为x=2m和x=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是（）A．该波沿+x方向传播，波速为1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿-y方向D．质点a在t =2 s时速度最大8．一质点做简谐运动的图象如图所示，该质点在t=3.5s时刻( )A．速度为正、加速度为正B．速度为负、加速度为负C．速度为负、加速度为正D．速度为正、加速度为负9．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示．则从图中可以看出（）A．这列波的波长为5mB．波中的每个质点的振动周期为4sC．若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动D．若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴负向传播的10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示，则A．质点P的运动方向向右B．波的周期可能为0.27 sC．波的频率可能为1.25 HzD．波的传播速度可能为20 m/s11．沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，A， B、C三个质点的平衡位置分别为x A=1.5m、x B=2m、x C=3m，t=0.9s时质点A恰好第二次到达波峰，下列说法正确中的是A．波传播的速度为10m/sB．t=0.1s时质点A运动到质点B的位置C．质点C在t=0.9s时沿y轴负方向振动D．质点B的振动表达式为y=5sin（2.5πt）cm12．下列说法中正确的是A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线C．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快13．如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x轴的正方向．若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（）A．B．C．D．14．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m．当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是：A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.15 m15．如图，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形，虚线是该波在t=0.20s时刻的波形，则此列波的波速可能为A．25m/s B．20m/s C．35m/s D．55m/s16．如图所小，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。
高中物理机械振动知识点与题型总结
（一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它 能够回到平衡位置的力即回复力。
回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。
产生振动的必要条件是： a 、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b 、阻力足够小。
（二）简谐振动1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。
简谐振动是最简单，最基本的 振动。
研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原 点的位移。
因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即 F=－ k x ，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。
2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。
3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、 回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。
（三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“ A ”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。
2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。
振动的周期 T 跟频率 f 之间 是倒数关系， 即 T=1/f 。
振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量， 简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。
（四）单摆：摆角小于 5°的单摆是典型的简谐振动。
高考物理第一轮考纲知识复习机械振动机械波
适用精选文件资料分享2012 届高考物理第一轮考纲知识复习机械振动机械波第1 章机械振动机械波【考纲知识梳理】一、机械振动1 、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心地点双侧做的来往运动．（1）振动的特色 : ①存在某一中心地点 ; ②来往运动 , 这是判断物体运动是不是机械振动的条件 . （2）产生振动的条件 : ①振动物体遇到回复力作用 ; ②阻尼足够小 ; 2 、回复力：振动物体所遇到的老是指向均衡地点的合外力．（1）回复力时辰指向均衡地点 ; （2）回复力是按见效命名的 , 可由任意性质的力供给．可以是几个力的合力也可以是一个力的分力 ; （3）合外力：指振动方向上的合外力，而不用然是物体遇到的合外力．（4）在均衡地点处：回复力为零，而物体所受合外力不用然为零．如单摆运动，当小球在最低点处，回复力为零，而物体所受的合外力不为零． 3 、均衡地点：是振动物体受回复力等于零的地点；也是振动停止后，振动物体所在地点；均衡地点平时在振动轨迹的中点。
“均衡地点”不等于“均衡状态”。
均衡地点是指回复力为零的地点，物体在该地点所受的合外力不用然为零。
( 如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，因此其实不处于均衡状态 ) 二．简谐运动 1 、简谐运动：物体在跟偏离均衡地点的位移大小成正比，并且总指向均衡地点的回复力的作用下的振动。
式中 x 指振动物体相关于均衡地点的位移，起点在均衡地点，终点随物体的所在地点而变化、方向向出处平衡地点指向物体所在地点，以以以下图弹簧振子位移的表示图。
2 、简谐运动的规律：（1）弹簧振子：一个可作为质点的小球与一根弹性很好且不计质量的弹簧相连构成一个弹簧振子。
一般来讲，弹簧振子的回复力是弹力 ( 水平的弹簧振子 ) 或弹力和重力的合力 ( 竖直的弹簧振子 )供给的。
弹簧振子与质点相同，是一个理想的物理模型。
（2）弹簧振子振动周期： T=2 ，只由振子质量和弹簧的劲度决定，与振幅没关，也与弹簧振动状况没关。
机械振动及机械波知识点(全)讲解
简谐运动及其图象知识点一：弹簧振子（一）弹簧振子如图，把连在一起的弹簧和小球穿在水平杆上，弹簧左端固定在支架上，小球可以在杆上滑动。
小球滑动时的摩擦力可以，弹簧的质量比小球的质量得多，也可忽略。
这样就成了一个弹簧振子。
注意：（1）小球原来的位置就是平衡位置。
小球在平衡位置附近所做的往复运动，是一种机械振动。
（2）小球的运动是平动，可以看作质点。
（3）弹簧振子是一个不考虑阻力，不考虑弹簧的，不考虑振子（金属小球）的的化的物理模型。
（二）弹簧振子的位移——时间图象（1）振动物体的位移是指由位置指向_的有向线段，可以说某时刻的位移。
说明：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位置而言的，即初位置是位置，末位置是振子所在的位置。
（2）振子位移的变化规律曲线。
知识点二：简谐运动（一）简谐运动如果质点的位移与时间的关系遵从函数的规律，即它的振动图象（x-t图象）是一条正弦曲线，这样的振动，叫做简谐运动。
简谐运动是机械振动中最简单、最基本的振动。
弹簧振子的运动就是简谐运动。
（二）描述简谐运动的物理量（1）振幅（A）振幅是指振动物体离开位置的距离，是表征振动强弱的物理量。
一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是变的，而位移是时刻在变的。
（2）周期（T）和频率（f）振动物体完成一次所需的时间称为周期，单位是秒（s）；单位时间内完成的次数称为频率，单位是赫兹（H Z）。
周期和频率都是描述振动快慢的物理量。
周期越小，频率越大，表示振动得越快。
周期和频率的关系是：（3）相位（φ）相位是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。
（三）固有周期、固有频率任何简谐运动都有共同的周期公式：2T=m是振动物体的，k是回复力系数，对弹簧振子来说k为弹簧的系数。
对一个确定的简谐运动系统来说，m和k都是恒量，所以T和f也是恒量，也就是说简谐运动的周期只由本身的特性决定，与振幅关，只由振子质量和回复力系数决定。
6.1机械振动(讲义)(4考点9题型)
6.1机械振动考点一简谐运动的规律 (1)考点二简谐运动的图象 (2)考点三单摆周期公式的应用 (2)考点四受迫振动和共振的应用 (3)题型1简谐运动基本物理量的分析 (3)题型2简谐运动的周期性与对称性 (5)题型3弹簧振子的动力学、能量特征分析 (6)题型4简谐运动图像的理解和应用 (8)题型5单摆的受力特征及周期公式的应用 (10)题型6单摆的振动图像及运动学特征 (12)题型7受迫振动概念及规律的理解应用 (14)题型8共振曲线的应用 (15)题型9“驱动摆”的分析 (17)考点一简谐运动的规律简谐运动的运动规律：x＝A sin (ωt＋φ)(1)变化规律位移增大时回复力、加速度增大振幅、周期、频率保持不变(2)对称规律①做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系，另外速度的大小、动能具有对称性，速度的方向可能相同或相反．②振动物体来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC＝t CB；振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如t BC＝t B′C′，如图所示．(3)运动的周期性特征相隔T或nT的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同．考点二 简谐运动的图象1．简谐运动的图象表示振动时间 2.振动图象的信息(1)由图象可以看出振幅、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．①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． ②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定，若下一时刻位移增大，振动质点的速度方向就是远离t 轴，若下一时刻位移减小，振动质点的速度方向就是指向t 轴．考点三 单摆周期公式的应用1．受力特征：重力和细线的拉力(1)回复力：摆球重力沿切线方向上的分力，F ＝mg sin θ＝－mgl x ＝－kx ，负号表示回复力F 与位移x 的方向相反．(2)向心力：细线的拉力和重力沿细线方向的分力的合力充当向心力，F 向＝F T －mg cos θ. 特别提醒 ①当摆球在最高点时，F 向＝m v 2R ＝0，F T ＝mg cos θ.②当摆球在最低点时，F 向＝m v 2max R ，F 向最大，F T ＝mg ＋m v 2maxR .2．周期公式：T ＝2πl g ，f ＝12πgl(1)只要测出单摆的摆长l 和周期T ，就可以根据g ＝4π2lT2，求出当地的重力加速度g .(2)l 为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离，要区分摆长和摆线长，悬点实质为摆球摆动所在圆弧的圆心．(3)g 为当地的重力加速度．考点四受迫振动和共振的应用1．受迫振动(1)概念：振动系统在周期性外力作用下的振动．(2)特点：受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关．2．共振(1)现象：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大．(2)条件：驱动力的频率等于系统的固有频率．(3)特征：共振时振幅最大．(4)共振曲线：如图所示．3．自由振动、受迫振动和共振的关系比较题型1简谐运动基本物理量的分析[题型专练1].（2023秋•新市区校级期末）如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点间做简谐振动。
机械振动与机械波知识点加高考题.
机械振动和机械波1.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简谐运动的特征 :回复力 F=-kx,加速度 a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置 .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 .(3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,即 T=1/f.(4简谐运动的图像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 .③应用 :可直观地读取振幅 A 、周期 T 以及各时刻的位移 x ,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况 .2.弹簧振子 :周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系 . 如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T ,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中 ; 是水平放置、倾斜放置还是竖直放置 ; 振幅是大还是小,它的周期就都是3.单摆 :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 . (1单摆的振动可看作简谐运动的条件是 :最大摆角α<5°. (2单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力 .(3①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关 .②单摆的振动周期跟摆球的质量无关, 只与摆长 L 和当地的重力加速度 g 有关 .③摆长 L 是指悬点到摆球重心间的距离, 在某些变形单摆中, 摆长 L 应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度 g' 等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值 .4.受迫振动(1受迫振动 :振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动 .(2受迫振动的特点 :受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关 .(3共振 :当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振 .共振的条件 :驱动力的频率等于振动系统的固有频率 ..5.机械波 :机械振动在介质中的传播形成机械波 .(1机械波产生的条件:①波源; ②介质(2机械波的分类①横波 :质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波 . 横波有凸部 (波峰和凹部(波谷 .②纵波 :质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 . 纵波有密部和疏部 .[注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波 .(3机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量 . 质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移. ②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同. ③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动 .6.波长、波速和频率及其关系(1波长 :两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长 . 振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长 .(2波速 :波的传播速率 . 机械波的传播速率由介质决定,与波源无关 .(3频率 :波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关 .(4三者关系 :v=λf7.★ 波动图像 :表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移 . 当波源作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线 . (1由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位. ②从图像可以直接读出波长(注意单位. ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向④在波速方向已知 (或已知波源方位时可确定各质点在该时刻的振动方向. ⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置(2波动图像与振动图像的比较:振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点研究内容一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象变化随时间推移图象延续, 但已有形状不变随时间推移, 图象沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长8. 波动问题多解性波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因 . 若题目假设一定的条件,可使无限系列解转化为有限或惟一解 9. 波的衍射波在传播过程中偏离直线传播,绕过障碍物的现象 . 衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异 . 波发生明显衍射现象的条件是 :障碍物 (或小孔的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多 .10.波的叠加几列波相遇时, 每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰, 只是在重叠的区域里, 任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和 . 两列波相遇前、相遇过程中、相遇后,各自的运动状态不发生任何变化,这是波的独立性原理 .11.波的干涉 :频率相同的两列波叠加, 某些区域的振动加强, 某些区域的振动减弱, 并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象, 叫波的干涉 . 产生干涉现象的条件 :两列波的频率相同, 振动情况稳定 .[注意]①干涉时, 振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的,加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和, 减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差 .②两列波在空间相遇发生干涉, 两列波的波峰相遇点为加强点, 波峰和波谷的相遇点是减弱的点,加强的点只是振幅大了,并非任一时刻的位移都大 ; 减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位移都最小 . 如图若 S1、 S2为振动方向同步的相干波源,当 PS 1-PS 2=nλ时, 振动加强;当 PS 1-PS2=(2n+1 λ/2时,振动减弱。
高考综合复习——机械振动_机械波专题复习
机械振动机械波专题复习考纲解读本专题考查得热点有简谐运动得特点及图象、波得图象以及波长、波速、频率得关系,题型以选择题与填空题为主,难度中等偏下，有得考区也以计算题得形式考查.复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量得变化规律、振动与波动得关系及两个图象得物理意义,注意图象在空间与时间上得周期性.第一部分机械振动知识要点梳理知识点一-—简谐运动ﻫ▲知识梳理ﻫ1。
定义ﻫ物体在跟偏离平衡位置得位移大小成正比,并且总指向平衡位置得回复力得作用下得振动,叫简谐运动.表达式为：Ｆ=－ｋx,就是判断一个振动就是不就是简谐运动得充分必要条件。
凡就是简谐运动沿振动方向得合力必须满足该条件；反之,只要沿振动方向得合力满足该条件,那么该振动一定就是简谐运动。
(1）简谐运动得位移必须就是指偏离平衡位置得位移。
也就就是说,在研究简谐运动时所说得位移得起点都必须在平衡位置处.ﻫ(２)回复力就是一种效果力,就是振动物体在沿振动方向上所受得合力。
ﻫ（３）“平衡位置”不等于“平衡状态".平衡位置就是指回复力为零得位置,物体在该位置所受得合外力不一定为零.（如单摆摆到最低点时,沿振动方向得合力为零,但在指向悬点方向上得合力却不等于零，所以并不处于平衡状态。
）ﻫ特别提醒:简谐运动得位移大小与方向都就是相对平衡位置来说得，就是从平衡位置指向所在位置得矢量。
ﻫ2．几个重要得物理量间得关系要熟练掌握做简谐运动得物体在某一时刻（或某一位置）得位移x、回复力Ｆ、加速度a、速度v这四个矢量得相互关系。
（1）由定义知:Ｆx，方向与位移方向相反。
(2）由牛顿第二定律知：aF,方向与F方向相同.（3)由以上两条可知：aｘ，方向与位移方向相反。
（４）ｖ与x、F、a之间得关系最复杂：当v、a同向(即v、F同向，也就就是v、ｘ反向）时v一定增大;当v、a反向（即v、F反向,也就就是ｖ、x同向）时,v一定减小。
ﻫ3．从总体上描述简谐运动得物理量ﻫ振动得最大特点就是往复性或者说就是周期性。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波全集汇编附解析
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波全集汇编附解析一、选择题1．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知( )A．振子的振动周期等于t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t＝t1时刻，振子的速度为零D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动2．目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz～1000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是（）A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m～150m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离3．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是A．速度、加速度、动能B．动能、冋复力、对平衡位置的位移C．加速度、速度、势能D．速度、动能、回复力4．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大5．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．①B．③C．①④D．②④6．下列说法正确的是（）A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短7．如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像，那么振动系统在( )A．t3 和t5具有相同的动能和动量B．t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C．t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D．t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度8．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz9．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。
机械振动
y＝Asin(ωt＋φ)
(2)在图1-1-11中作出该振子的位移—时间图象；
(3) 写出振子的振动方程． 所以振动方程为 y＝10sin(10πt＋π) cm.
得φ＝0，或φ＝π，当再过较短时间，y为负值，所以φ＝π
答案 (1)10 cm 0.2 s (2)如解析图 (3)y＝10sin(10πt＋π) cm
考基自主落实
核心考点透析
高考快乐体验
活页限时训练
2．三个特征 (1)受力特征：F＝－kx. k (2)运动特征：a＝－mx. (3)能量特征：系统机械能守恒．
考基自主落实
核心考点透析
高考快乐体验
活页限时训练
简谐运动的公式和图象 Ⅱ(考纲要求)
1.简谐运动的表达式 (1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的 方向相反． (2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋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 叫做初 相．
核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练
考基自主落实
振动能量
振动物体的 机械能不变 弹簧振子或
由产生驱动力的 物体提供，机械
振动物体获得的能 量最大
能不守恒
机械工作时底座
常见例子
单摆(摆角 θ<10°)
发生的振动
共振筛、转速计等
考基自主落实
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2.共振曲线 如图1-1-3所示，横坐标为驱动力频率f驱，纵坐标为振幅A.它直 观地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响，由图可知，f驱 与f固越接近，振幅A越大，当f驱＝f固时，振幅A最大.
C．要使弹簧振子的振幅增大，可以减小把手的转速
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一、知识网络
二、考点
考点80 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求：I
1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
简谐运动的回复力：即F = – kx
注意：其中x 都是相对平衡位置的位移。
区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点）
⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反
⑵“k ”对一般的简谐运动，k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数
⑶F 回＝－kx 是证明物体是否做简谐运动的依据
2）简谐运动的表达式： “x = A sin (ωt ＋φ)”
3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。
可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向，注意在振幅处速度无方向。
A 、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等
①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同.
②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反. ③对称段：经历时间相同
④一个周期内，振子的路程一定为4A （A 为振幅）； 半个周期内，振子的路程一定为2A ；
四分之一周期内，振子的路程不一定为A 每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点，且速度方向一定相反 B 、振幅与位移的区别：
⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值
⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变 思考：
1、平衡位置的合力一定为0吗？ （单摆）
2、弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗？ （竖直弹簧振子）
3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？
考点81 单摆的周期与摆长的关系（实验、探究） 要求：Ⅰ 1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关 2）单摆的周期公式（惠更斯）g
l T
π
2=（l 为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测N
次全振动所用时间t ，则T=t/N ）
周期：g
L T π
2=
机械振动
简谐运动
物理量：振幅、周期、频率 运动规律
简谐运动图象
阻尼振动
受力特点
回复力：F= - kx
弹簧振子：F= - kx
单摆：x L
mg F -
=
受迫振动 共振
3）数据处理：（1）平均值法；（2）图象法：以l 和T 2
为纵横坐标，作出2
2
4T g l π
=
的图象
（变非线性关系为线性关系）； 4）振动周期是2秒的单摆叫秒摆
摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比
考点82 受迫振动和共振 要求：Ⅰ
受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。
f
迫 = f 策，与
f 固无关。
A 迫 与∣f 策—f 固∣有关，∣f 策—f 固∣越大，A 迫越小，∣f 策—f
固
∣越小，A 迫越大。
当驱动力频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大（共振） 共振的防止与应用
三、高考题目
1．2010·全国卷Ⅰ·21一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点。
0t =时刻振子的位移0.1m x =-；4s 3
t =时刻0.1m x =；4s t =时刻0.1m x =。
该振子的振幅和周期可能
为
A ．0. 1 m ，8
s 3 B ．0.1 m, 8s C ．0.2 m ，8
s 3
D ．0.2 m ，8s 【答案】A
2.（09·上海物理·4）做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的
（ C ）
A ．频率、振幅都不变
B ．频率、振幅都改变
C ．频率不变、振幅改变
D ．频率改变、振幅不变
3.（09·天津·8）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 x ＝Asin
4
t π，则质点（）
A.第1 s 末与第3 s 末的位移相同
B.第1 s 末与第3 s 末的速度相同
C.3 s 末至5 s 末的位移方向都相同
D.3 s 末至5 s 末的速度方向都相同
4.（09·宁夏物理·35）（1）某振动系统的固有频率为f o ，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f 。
若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是_______（填入
△t 1
△t 2
选项前的字母，有填错的不得分）
A ．当f < f 0时，该振动系统的振幅随f 增大而减小
B ．当f > f 0时，该振动系统的振幅随f 减小而增大
C ．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 0
D ．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 答案：BD
5.（08江苏12）描述简谐运动特征的公式是x =
.自由下落的篮球经地面反弹后
上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动
（
填
“是”或“不是”）简谐运动. 答案 A sin t 不是
6．（07北京理综19）如图所示的单摆,摆球a 向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左
运动的粘性小球b 发生碰撞,并粘接在一起,且摆动平面不变.已知碰撞前a 球摆动的最高点
与最低点的高度差为h ,摆动的周期为T ,a 球质量是b 球质量的5倍,碰撞前a 球在最低点的
速度是b 球速度的一半.则碰撞后
( )
A .摆动的周期为65T
B .摆动的周期为5
6T
C .摆球的最高点与最低点的高度差为0.3h
D .摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h 答案 D
1，2010·全国卷Ⅰ·21【解析】在t =3
4s 和t =4s 两时刻振子的位移相同，第一种情况是此
时间差是周期的整数倍nT =-
3
44，当n=1时3
8=
T s 。
在
3
4s 的半个周期内振子的位移由
负的最大变为正的最大，所以振幅是0.1m 。
A 正确。
第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则2
)3
44()03
4(
T nT +
=-
+-，当n=0时
8=T s ，且由于2t ∆是1t ∆的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m 。
如图答案D 。
【命题意图与考点定位】振动的周期性引起的位移周期性变化。
2.（09·上海物理·4）解析
：由单摆的周期公式2T π
=周期不变，频率不变；振幅A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由2
12K E m v
=可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以C 正确。
3.（09·天津·8）解析：由关系式可知rad/s 4
π
ω=
，s 82==
ω
π
T ，
将t=1s 和t=3s 代入关系式中求得两时刻位移相同，A 对；画出对应的位移-时间图像，由图像可以看出，第1s 末和第3s 末的速度方向不同，B 错；仍由图像可知，3s 末至5s 末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。
故C 错、D 对。
5.（08江苏12）解析 简谐运动方程x = A sin ωt .篮球的受力是重力,大小方向不变,不满足简谐运动的力学特征F =-kx ,所以篮球的运动不是简谐运动.
6．（07北京理综19）解析 碰撞前后摆长不变,由T =2π
g
L 知,摆动的周期不变.若a
球质量为M ,速度为v ,则B 球质量为M b =5
M ,v b =2v ,由碰撞过程动量守恒
得:Mv -M b v b =(M+M b )v ′ 代入数值解得:v ′=
2
1v
因为h =
g
22
v
所以h ′=
g
22
v '
=
4
1h .。