人教版高中物理选修3-4:第十一章 机械振动 复习课件
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物理选修3-4人教新课标第十一章机械振动单元复习精品课件.
2π
l . g 摆长是悬点到 球心 之间
10
• 3.简谐运动的图象 • (1)物理意义:表示振动物体的位移随 时间 变 化的规律,振动图象不是质点的运动轨迹. • (2)图象特点:简谐运动的图象是 曲线,如图所示. 正弦(或余弦) • 4.受迫振动 • (1)受迫振动 • ①概念:振动系统在 作用下的振 动. 驱动力 • ②受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统 振动的频率等于 ,跟系统的 无关.
21
• 4.简谐运动的周期性 • (1) 每经过一个周期,描述振动的物理量的 大小和方向都恢复到原状态 ( 如 x 、 F 、 a 、 v 等),振动质点都以相同的方式通过原位 置.
(2)振动质点在一个周期内通过的路程为 4A(A 为振幅), T 半个周期通过的路程为 2A,但 内通过的路程可能大于 A 4 也可能等于 A,还可能小于 概念和规律 平衡位置 • (1)回复力 平衡位置 • ①定义:总是指向 的力. 效果 合力 • ②特点:回复力时刻指向 , 是 按 命名的力,它可能是几个力的 , 分力 也可能是某一个力,还可能是一个力的 7
• (2)简谐运动 • ①定义:物体在大小与 位移大小 成正比,方向 总是指向 平衡位置 的回复力作用下的 运动. • ②受力特征表达式:F= -kx .
• 2.速度 • 描述振子在振动过程中经过某一位置或在某 一时刻运动的快慢.在所建立的坐标轴上, 速度的正、负表示振子运动方向与坐标轴的 正方向相同或相反.
3.加速度 k 根据牛顿第二定律, 做简谐运动物体的加速度 a=-mx. 由此可知,加速度的大小跟位移大小成正比,其方向与位移 方向相反.
14
• 【即时巩固 1】 有一弹簧振子做简谐运动, 则( ) • A.加速度最大时,速度最大 • B.速度最大时,位移最大 • C.位移最大时,加速度最大 • D.位移为零时,加速度最大 • 【解析】 振子的加速度最大时,处在最大 位移处,此时振子的速度为零;而速度最大 时,振子在平衡位置,位移和加速度为零, 故选项C正确. • 【答案】 C
高中物理第十一章机械振动11.4单摆课件新人教版选修34[1]
位移方向与回复(huífù)力方向相反
k= mg
L
N
F
O
X
第八页,共17页。
F回= — kx
简谐运动
单摆振动(zhèndòng)L
特征:回复(huífù)力的大小与位移的大小成正 回复(huífù)力的方向与位移的方向相反
条件(tiáojiàn):摆角α < 10°
第九页,共17页。
第十一章 机械振动 第四节 单摆(dān bǎi)
第一页,共17页。
单摆(dān bǎi)的1、概如念果:(rúguǒ)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,这 样的装置就叫做单摆。
2、实际摆能看成单摆的条件:
L线》R球 ,m球》m 线 3、摆摆线是(b实ǎ际i x摆ià的n理)不想可化的伸物长
理模型。
第二页,共17页。
一、单摆(dān bǎi)的回复力
M
A
B
O 单摆的平衡位置
第三页,共17页。
单摆(dān bǎi)的 回复力
M
摆角
N
G1
T
G2 O
G
第四页,共17页。
单摆(d复ān力b:ǎi)的回摆沿轨球迹重切力向的指分向力平G2衡始位终置
M
O。
G2是使摆球振动(zhèndòng)
的回复力。
第十三页,共17页。
单摆(dān bǎi)周期公式的应用
1、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计 时器,摆的周期可以通过(tōngguò)改变摆 长来调节,计时很方便。
2、单摆的周期和摆长容易用实验准确地测定 出来(chū lái),所以可利用单摆准确地测定 各地的重力加速度。
第十四页,共17页。
高中物理人教版选修3-4(课件)第十一章 机械振动 3
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[核心点击] 简谐运动的特点 如图 11-3-4 所示的弹簧振子.
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图 11-3-4
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振子的运动
位移
加速度
速度
动能 势能
O→B 增大,方向向右 增大,方向向左 减小,方向向右 减小 增大
B
最大
最大
0
0 最大
B→O 减小,方向向右 减小,方向向左 增大,方向向左 增大 减小
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判断是否为简谐运动的方法 (1)以平衡位置为原点,沿运动方向建立直线坐标系. (2)在振动过程中任选一个位置(平衡位置除外),对振动物体进行受力分析. (3)将力在振动方向上分解,求出振动方向上的合力. (4)判定振动方向上合外力(或加速度)与位移关系是否符合 F=-kx(或 a=- mk x),若符合,则为简谐运动,否则不是简谐运动.
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学业分层测评(三) 点击图标进入…
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[再判断] 1.回复力的方向总是与位移的方向相反.(√) 2.回复力的方向总是与速度的方向相反.(×) 3.回复力的方向总是与加速度的方向相反.(×)
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[后思考] 1.公式 F=-kx 中的 k 是否就是指弹簧的劲度系数? 【提示】 不一定.做简谐运动的物体,其回复力特点为 F=-kx,这是判 断物体是否做简谐运动的依据,但 k 不一定是弹簧的劲度系数. 2.弹簧振子从平衡位置到达最大位移处的过程中,回复力如何变化?从最 大位移处向平衡位置运动的过程中呢? 【提示】 由回复力 F=-kx 可知:从平衡位置到达最大位移处的过程中, 回复力逐渐增大,方向一直指向平衡位置.从最大位移处向平衡位置运动的过 程中,回复力逐渐减小,方向一直指向平衡位置.
高二物理人教版选修3-4课件:第十一章 机械振动
D.振子的周期为8 s
解析 根据题图和正方向的规定可知,t=2 s时刻,速度最大,振
子处于平衡位置,A错.
t=3 s时刻,振子的速度方向向左,B对.
1 2 3
t=4 s时刻,速度为零,振子在左边最大位移处,加速度方向向右 且为最大值,C对. 从题图乙可知,振子的周期为8 s,D对. 答案 BCD
为参考点
振幅A:离开平衡位置的最大距离
描
简谐 运动 述
理 量
周期T:完成 一次全振动 要的时间 单位时间 频率f: 的次数 相位:描述周期性运动在各时刻所处
需 T= 内完成全振动
1 f
的状态
正弦(或余弦)曲线 描 简谐 运动 振动 图象 物理意义:描述振动物体的 变 位移 随 时间
述
化的规律
图象信息:振幅A、周期T、各时刻位移x 振动的能量:动能与势能之和
4 s,1.5×4A=12 cm,A=2 cm. 3 4 A=2 cm 答案 T=4 s,A=6 cm或T= s, 3
三、单摆周期公式的应用 1.单摆的周期公式T= 2π 速度的方法.
l g
.该公式提供了一种测定重力加
2. 注意:(1)单摆的周期 T只与摆长 l和 g有关,而与振子的质量及振
幅无关.
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高中物理课件
机械振动
第十一章
学案6
章末总结
网络构建
专题整合
自我检测
机械振动 受力特点:F= -kx
网络构建
运动特点:a= - kx (变加速运动),周期性 特 简谐 运动 征
m
和 对称性 振动位移随时间变化的规律:正弦(或余弦) Asin (ωt+φ) 函数规律x=
位移x:以 平衡位置 物
高中物理 第十一章 机械振动课件 新人教版选修34
t=1.7 s时的位移为负,加速度为正,速度为负,因此C正确;
t=0.5 s时质点在平衡位置,回复力零,但所受合外力不一定
为零,如单摆,D错误;
章末整合提升
9
对网 分点络类练构突习建破
客整观合巩··简释固明疑·应··了占用然拨·反馈
a、b两点速度大小相等、方向相反,但加速度大小相等、方 向相同,加速度方向都为负方向,指向平衡位置,故E正确, F错误. 答案 CE
一次到达M点,如图3所示.再经过0.1 s第二次到达M点,求
它再经多长时间第三次到达M点?
图3
章末整合提升
17
对网 分点络类练构突习建破
客整观合巩··简释固明疑·应··了占用然拨·反馈
解析 第一种情况,质点由O点沿x轴正向经过t1=0.2 s直接
到达M,再经过t2=0.1 s由C回到M.由对称性可知,质点由M
到达C所需要的时间与由C返回M所需要的时间相等,所以质 点由M到达C的时间为t′= t22=0.05 s.
质点由O到达C的时间为从O到达M和从M到达C的时间之和,
这一时间恰好是
T 4
,所以该振动的周期为:T=4(t1+t′)=
机简
回复力来源:重力的切向分力
械 运
两个 谐 重要 单摆 振
做简谐运动的条件:摆角很小 周期公式:T=2π l
动 动 模型
g
实验:用单摆测定重力加速度g=4Tπ22l
简谐运动的能量:振幅决定振动的能量
章末整合提升
5
对网 分点络类练构突习建破
客整观合巩··简释固明疑·应··了占用然拨·反馈
机 阻尼振动 特征:振幅递减 能量转化:机械能转化为内能
械
运
定义:在周期性驱动力作用下的振动
高中物理人教版(选修3-4)第十一章机械振动第一节简谐运动+课件(共20张PPT)
新课内容
三、弹簧振子的位移---时间图象(振动图像)
3.描图记录法
体验:一同学匀速拉动一张白纸,另一同学沿与纸运
动方向相垂直方向用笔往复画线段,观察得到的图象。
三、弹簧振子的位移---时间图象(振动图像)
这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的 心电图及地震仪中绘制的地震曲线等,都是用类似的 方法记录振动情况的。
17、儿童是中心,教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/26
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的,但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己,这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
人教版物理选修3-4同步配套课件:第十一章 机械振动 11.3课件
一级达标重点名校中学课件
一
二
三
四
特别警示简谐运动的势能可以是重力势能(例如之后将要学习的 单摆),可以是弹性势能(例如水平方向上的弹簧振子),也可以是重 力势能与弹性势能之和(例如竖直方向上的弹簧振子)。
一级达标重点名校中学课件
一
二
三
四
三、判断振动是否为简谐运动的方法有哪些 1.运动学方法:找出质点的位移与时间的关系,若遵从正弦函数的 规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线,就可判定此振动为 简谐运动,通常的问题判定中很少应用这个方法。 2.动力学方法:找出回复力和位移的关系,若满足规律F=-kx,就可 以判定此振动为简谐运动,此方法是既简单又常用的方法。操作步 骤如下: (1)物体静止时的位置即为平衡位置,并且规定正方向。 (2)在振动过程中任选一位置(平衡位置除外),对物体进行受力分 析。 (3)对力沿振动方向进行分解,求出振动方向上的合外力。 (4)判定振动方向上的合外力与位移的关系是否符合 F=-kx即可。
一级达标重点名校中学课件一二三四
物体 势能 Ep 动能 Ek 方 位置 方向 大小 方向 大小 大小 方向 大小 向 指 零 Ekm→ 指向 零 指向 零→ 指向 vm→ 零 O→M 向 kA 零 M →A O kA M →Epm 零 → m O 指 kA A → kA → Epm→ 零 → 指向 零 指向 指向 m M→O 向 零 O 零 M O →v m 零 →Ekm 零 O
1
2
1.简谐运动的回复力 (1)简谐运动的动力学定义: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。 (2)回复力的概念:振动物体偏离平衡位置后,所受到的使它回到 平衡位置的力。 (3)回复力的方向:跟振子偏离平衡位置的位移方向相反,总是指 向平衡位置,它的作用是使振子能够回到平衡位置。 (4)回复力的表达式:F=-kx,即回复力与物体的位移大小成正比,负 号表明回复力与位移方向始终相反,k是常数,由简谐运动系统决定。 对于弹簧振子,k为弹簧的劲度系数。
人教版选修3-4 第十一章 机械振动 复习(共29张PPT)
第3 页
1 周期(T)和频率(f): f T
回复力:使振动物体返回平衡位置的力,它的方向总是 指向平衡位置; 全振动:振动物体往复运动一周后,一切运动量(速度、 位移、加速度、动量等)及回复力的大小和方向、动能、 势能等都跟开始时的完全一样,这就算是振动物体做了 一次全振动。
第4 页
高三年级
第7 页
高三年级
(2)、周期公式: T 2
l g
式中 为小球摆动的圆孤半径即摆长,量取时应从悬点量到 球心。g为当地重力加速度(受力复杂时有“等效重力加速度” 之说).
(3)、单摆的等时性:在小振幅摆动时,单摆的振动周期跟 振幅和振子的质量都无关。
第8 页
高三年级
2、弹簧振子:
F回 kx k是弹簧的劲度
第 14 页
高三年级
3.如图所示,弹簧振子在BC间作简谐运动,O为平衡位置,BC间 距离是10 cm ,从B到C运动时间是1s,则(D ) A.从O→C→O振子完成一个全振动 B.振动周期是1s,振幅是10 cm C.经过两次全振动,通过的路程是20 cm D.从B开始经过5s,振子通过的路程是50 cm
第 12 页
A B
C
高三年级
专题一 简谐运动的基本概念
1. 做简谐运动的质点,当它每次通过同一位置时,可能不 同的物理量是( B ) A. 位移 C.加速度 B. 速度 D. 回复力
第 13 页
高三年级
2.简谐运动属下列哪一种运动?( D ) A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动 C.匀变速曲线运动 D.加速度改变的变速运动
三、两个重要模型 1、单摆:在细线的一端拴上一个小球,另一端固定在 悬点上,如果细线的伸缩和质量可以忽略,球的直经 比线的长度短得多,这样的装置叫做单摆。
1 周期(T)和频率(f): f T
回复力:使振动物体返回平衡位置的力,它的方向总是 指向平衡位置; 全振动:振动物体往复运动一周后,一切运动量(速度、 位移、加速度、动量等)及回复力的大小和方向、动能、 势能等都跟开始时的完全一样,这就算是振动物体做了 一次全振动。
第4 页
高三年级
第7 页
高三年级
(2)、周期公式: T 2
l g
式中 为小球摆动的圆孤半径即摆长,量取时应从悬点量到 球心。g为当地重力加速度(受力复杂时有“等效重力加速度” 之说).
(3)、单摆的等时性:在小振幅摆动时,单摆的振动周期跟 振幅和振子的质量都无关。
第8 页
高三年级
2、弹簧振子:
F回 kx k是弹簧的劲度
第 14 页
高三年级
3.如图所示,弹簧振子在BC间作简谐运动,O为平衡位置,BC间 距离是10 cm ,从B到C运动时间是1s,则(D ) A.从O→C→O振子完成一个全振动 B.振动周期是1s,振幅是10 cm C.经过两次全振动,通过的路程是20 cm D.从B开始经过5s,振子通过的路程是50 cm
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A B
C
高三年级
专题一 简谐运动的基本概念
1. 做简谐运动的质点,当它每次通过同一位置时,可能不 同的物理量是( B ) A. 位移 C.加速度 B. 速度 D. 回复力
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高三年级
2.简谐运动属下列哪一种运动?( D ) A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动 C.匀变速曲线运动 D.加速度改变的变速运动
三、两个重要模型 1、单摆:在细线的一端拴上一个小球,另一端固定在 悬点上,如果细线的伸缩和质量可以忽略,球的直经 比线的长度短得多,这样的装置叫做单摆。
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4.(2015·浙江自选模块)某个质点的简谐运动 图象如图所示,求振动的振幅和周期。
谢谢
5.比较各时刻质点加速度的大小和方向。 如图中t1时刻质点位移x1为正,则加速度a1为负; t2时刻质点位移x2为负,则加速度a2为正,又因 为|x1|>|x2|,所以|a1|>|a2|。
如图所示是某一单摆做简谐运动的图象,下列 说法正确的是( )
A.在第1s内,摆球速度逐渐增大 B.在第2s内,回复力逐渐减小 C.在第3s内,摆线的拉力逐渐减小 D.在第4s内,动能转化为势能
解析:质点在第1s内,由平衡位置向正向最大 位移处运动,做减速运动,所以选项A错误; 在第2s内,质点由正向最大位移处向平衡位置 运动,回复力逐渐减小,所以选项B正确;在 第3s内,质点由平衡位置由负向最大位置处运 动,摆线的拉力逐渐减小,所以选项C正确; 在第4s内,质点由负向最大位移处向平衡位置 运动,势能转化为动能,所以选项D错误。
2.(2015·山东理综,38)如图,轻弹簧上端固 定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简 谐运动。以竖直向上为正方向,物块简谐运动 的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m。t=0时刻, 一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6s时, 小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度 的大小g=10m/s2。以下判断正确的是( ) A.h=1.7m B.简谐运动的周期是0.8s C.0.6s内物块运动的路程是0.2m D.t=0.4s时,物块与小球运动方向相反
答案:BC
触及高考
本章在高考中,常考知识点有单摆周期公
式及其应用,弹簧振子的振动图象及对日常生 活现象的解释,振动过程中物理量的变化等, 有时结合万有引力定律,电场等知识联合考查, 题型多以选择、填空为主。
考题探析
(2013·新课标全国卷Ⅱ,34)如图,一轻弹簧一
端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子。该物 块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在 光物滑块水向平右面通上过左平右衡振位动置,时振,幅a、为bA之0,间周的期粘为胶T脱0。开当; 以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则 AT________________TA00((填填““>>””、、““<<””或或““==””))。,
答案:< <
临场练兵
1.(2013·江苏物理,12)如图所示的装置,弹簧 振子的固有频率是4Hz。现匀速转动把手,给弹簧 振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到 稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为( )
A.1Hz
B.3Hz
C.4Hz
D.5Hz 答案:A 解析:受迫振动的频率等于驱动力的频率,故把 手转动的频率为1Hz。
第十一章 机械振动 复习课件
1
知识结构
2
规律方法
4 考题探析
3
触及高考
5
临场练兵
知识结构
规律方法
一、简谐运动的往复性、对称性和周期性。
1.变化特点:抓住两条线。 第一,从中间到两边(平衡位置到最大位移):x↑,F↑, a↑,v↓,动能Ek↓,势能Ep↑,机械能E不变。 第二,从两边到中间(最大位移到平衡位置):x↓,F↓, a↓,v↑,动能Ek↑,势能Ep↓,机械能E不变。
2.运动规律 (1)周期性——简谐运动的物体经过一个周期 或几个周期后,能回复到原来的状态。
(2)对称性——简谐运动的物体具有相对平衡 位置的对称性。
弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从O 点开始计时,振子第一次到达M点用了0.3s,又经 过0.2s第二次通过M点,则振子第三次通过M点还 要经过的时间可能是( )
(4)用多组实验数据做出T2-L图象,也可以求 出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线 的示意图如图中的a、b、c所示,其中a和b平行, b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力 加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是 ________(选填选项前的字母)。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下
(3)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计 算处理。
组次 摆长L/cm 50次全振动时间t/s 振动周期T/s 重力加速度g/(m·s-2)
1 80.00 90.0 1.80 9.74
2 90.00 95.5 1.91 9.73
Hale Waihona Puke 3 100.00 100.5
请计算出第3组实验中的T=________s,g=______m/s2。
14T=tO→M+tM→B=(03.1+0.1)s=03.4s,即 T=13.6s。 故振子第三次通过 M 点所需的时间 t3=T-tM→B→M=(13.6 -0.2)s=13s。故正确选项为 A、C。
答案:AC
二、振动图象的应用 1.确定振动的振幅。
如图所示的振幅是10cm。 2.确定振动物体在任意时刻的位移。 +7c如m,图x中2=,-对5应cmt1。、t2时刻的位移分别为x1=
答案:AB
3.(2015·北京理综,21)用单摆测定重力加速 度的实验装置如图所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用________ (选填选项前的字母)。
A.长度为1m左右的细线
B.长度为30cm左右的细线
C.直径为1.8cm的塑料球
D.直径为1.8cm的铁球
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单 摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g= ______(用L、n、t表示)。
端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记
为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
(5)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和
铁锁,制成一个单摆,如图所示。由于家里只有 一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点 做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小
于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变, 通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中, 当摆__O的__、周__A期_间_为(细T用线1、l1的、T长2l。2、度由T分1此、别可T为2得表l1重、示力l)2时加。,速测度得g=相应单