2020版高考物理一轮总复习 第十五章 课件 新人教版

2．共振 (1)概念：当驱动力的频率等于_固__有__频__率____时，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(如图所示)．
f＝f0时，A＝____A_m______.f与f0差别越大，物体做受迫振动的振幅 ____越__小_____．
故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期
性驱动力的频率，故选项D正确；若弹簧振子初始时刻的位置在平衡位
置，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初
2.有一弹簧振子，振幅为0.8 cm，周期为0.5 s，初始时具有负方向 的最大加速度，则它的振动方程是( A )
A．x＝8×10－3sin4πt＋π2 m B．x＝8×10－3sin4πt－π2 m C．x＝8×10－1sinπt＋32π m D．x＝8×10－1sinπ4t＋π2 m
解析：选A.振幅A＝0.8 cm＝8×10－3 m，ω＝2Tπ＝4π rad/s.由题知 初始时(即t＝0时)振子在正向最大位移处，即sin φ0＝1，得φ0＝π2，故振 子做简谐运动的方程为：x＝8×10－3sin4πt＋π2 m，选项A正确．
3．(多选)如图甲所示的弹簧振子(以O点为平衡位置在B、C间振 动)，取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如 图乙所示的振动曲线，由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是 (ABE)
4．周期公式：T＝2π
l g.
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)质量都没有关系．
四、受迫振动及共振
1．受迫振动 (1)概念：物体在___周__期__性____驱动力作用下的振动． (2)振动特征：受迫振动的频率等于___驱__动__力____的频率，与系统的 __固__有__频__率___无关．
4．描述简谐运动的物理量
物理量
定义
意义
振幅
振动质点离开平衡位置 的__最__大__距__离___
描述振动的___强__弱______
周期 频率
振动物体完成一次 ___全__振__动____所需时间 描述振动的____快__慢_____， 振动物体__单__位__时__间___内 两者互为倒数：T＝1f
(2)从正的最大位移处开始计时，函数表达式为x＝__A__co__s _ω_t___，
图象如图乙所示．
三、单摆 1．定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果 线的伸缩和质量都不计，球的直径比线短得多，这样的装置叫做单 摆．
2．视为简谐运动的条件： __θ_<__5_°_____.
3．回复力：F＝G2＝Gsin θ＝mlgx.
1．判断下列说法是否正确 (1)简谐运动是匀变速运动．( × ) (2)周期、频率和振幅都是表征物体做简谐运动快慢程度的物理 量．( × ) (3)振幅就是简谐运动物体的位移．( × ) (4)简谐运动的回复力可以是恒力．( × ) (5)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关．( √ ) (6)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹．( × )
第1课时 机械振动
一、简谐运动 1．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．简谐运动的表达式 (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＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝ ____2_π_f_____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．
3．回复力 (1)定义：使物体返回到__平__衡__位__置___的力． (2)方向：时刻指向__平__衡__位__置___． (3)来源：振动物体所受的沿__振__动__方__向___的合力．
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___
二、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__s_in__ω_t___，图象如图甲所示．
A．t＝0时，振子处在B位置 B．振子运动的周期为4 s C．t＝4 s时振子对平衡位置的位移为10 cm D．t＝2.5 s时振子对平衡位置的位移为5 cm E．如果振子的质量为0.5 kg，弹簧的劲度系数20 N/cm，则振子的 最大加速度大小为400 m/s2
解析：选ABE.由图乙可知，振子做简谐振动的振幅为10 cm，其
解析：选ABD.根据单摆周期公式T＝2π
l g
可以知道，在同一地
点，重力加速度g为定值，故周期的平方与其摆长成正比，故选项A正
确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能相互转化，根据机械能
守恒条件可以知道，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正
确；根据单摆周期公式T＝2π
l g
可以知道，单摆的周期与质量无关，
周期T＝4 s，t＝0和t＝4 s时，振子在负的最大位置，即图甲中的B位
置．由于振子做变速运动，故t＝2.5 s时，振子的位移应大于5 cm，故
选项A、B正确，C、D错误，由a＝－
kx m
可知，振子的最大加速度为
400 m/s2，选项E正确．
4．(多选)下列说法正确的是(ABD) A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变 C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动 的周期越小 D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力 的频率 E．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任 意时刻运动速度的方向