高三物理机械振动的知识点
高三复习机械振动知识点
高三复习机械振动知识点机械振动是指物体在某一参考点周围以某一频率往复运动的现象。
在高三物理学习中,机械振动是一个重要的知识点。
本文将从简谐振动、振动的特性、振动的能量等方面进行讨论。
一、简谐振动简谐振动是指受到一个恢复力作用,在无阻尼、无扰动的情况下,物体沿着某一直线或者某一平面做往复运动的现象。
简谐振动有如下几个特点:1. 物体做简谐振动时,其运动是周期性的,即在一定的时间内完成一次完整的振动循环。
2. 物体做简谐振动的力是恢复力,且恢复力与物体的偏离位置成正比,方向相反。
3. 物体做简谐振动的周期与振幅无关,只与质量和弹性系数有关,可以通过以下公式计算:T=2π√(m/k)其中,T为周期,m为物体的质量,k为弹簧的弹性系数。
二、振动的特性1. 振幅(A):振幅是指物体在振动过程中,离开平衡位置的最大位移距离。
振幅越大,物体的振动幅度越大。
2. 频率(f):频率是指单位时间内振动循环的次数,用赫兹(Hz)表示。
频率可以通过以下公式计算:f=1/T其中,T为周期。
3. 角频率(ω):角频率是指单位时间内振动角度的变化速率,用弧度/秒(rad/s)表示。
角频率与频率的关系如下:ω=2πf4. 相位(φ):相位是指物体振动过程中离开平衡位置的位移相对于某一参考点的位置关系。
相位差可以通过以下公式计算:φ=ωt其中,φ为相位差,ω为角频率,t为时间。
三、振动的能量振动系统具有动能和势能,它们之间的转化是振动的能量变化过程。
振动系统的能量可以分为以下几个部分:1. 动能(K):动能是指物体在振动过程中具有的运动能量,可以通过以下公式计算:K=1/2mv^2其中,m为物体的质量,v为物体的速度。
2. 势能(U):势能是指物体在振动过程中具有的储存能量,可以通过以下公式计算:U=1/2kx^2其中,k为弹簧的弹性系数,x为物体的位移。
3. 总能量(E):振动系统的总能量是指动能和势能之和,即E=K+U。
在简谐振动中,总能量保持不变。
高中物理知识点总结及公式总结
高中物理知识点总结:机械波1、机械波简介机械振动在介质中的传播称为机械波。
机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波形成原因:机械振动产生机械波,机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。
2、形成条件波源波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。
介质机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。
在不同介质中,波速是不同的。
3、机械波传播的本质在机械波传播的过程中,介质里本来相对静止的质点,随着机械波的传播而发生振动,这表明这些质点获得了能量,这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。
所以,机械波传播的实质是能量的传播,这种能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用来发电,这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。
质点的运动:机械波在传播过程中,每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动,即,质点本身并不随着机械波的传播而前进,也就是说,机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。
例如:人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。
简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动。
阻尼振动为能量逐渐损失的运动。
高中物理知识点总结:公式知识点1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19c);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:f=kq1q2/r2(在真空中){f:点电荷间的作用力(n),k:静电力常量k=9.0×109n?m2/c2,q1、q2:两点电荷的电量(c),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:e=f/q(定义式、计算式){e:电场强度(n/c),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(c)}4.真空点(源)电荷形成的电场e=kq/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强e=uab/d{uab:ab两点间的电压(v),d:ab两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:f=qe{f:电场力(n),q:受到电场力的电荷的电量(c),e:电场强度(n/c)}7.电势与电势差:uab=φa-φb,uab=wab/q=-δeab/q8.电场力做功:wab=quab=eqd{wab:带电体由a到b时电场力所做的功(j),q:带电量(c),uab:电场中a、b两点间的电势差(v)(电场力做功与路径无关),e:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:ea=qφa{ea:带电体在a点的电势能(j),q:电量(c),φa:a点的电势(v)}10.电势能的变化δeab=eb-ea{带电体在电场中从a位置到b位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化δeab=-wab=-quab(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容c=q/u(定义式,计算式){c:电容(f),q:电量(c),u:电压(两极板电势差)(v)}13.平行板电容器的电容c=εs/4πkd(s:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册p111〕14.带电粒子在电场中的加速(vo=0):w=δek或qu=mvt2/2,vt=(2qu/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动l=vot(在带等量异种电荷的平行极板中:e=u/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=f/m=qe/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册p98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1f=106μf=1012pf;(7)电子伏(ev)是能量的单位,1ev=1.60×10-19j;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册p101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册p114〕等势面〔见第二册p105〕。
高三物理机械振动知识点
高三物理机械振动知识点在物理学中,机械振动是指物体在平衡位置附近做周期性的来回运动。
机械振动是物理学中重要的概念之一,了解机械振动的知识对于高三物理学习至关重要。
下面将介绍一些高三物理机械振动的知识点。
一、简谐振动简谐振动是指在一个恢复力作用下,物体做的振动。
振动的周期只与恢复力的作用有关,而与振幅无关。
简谐振动的特点是周期性、与外界无关以及振幅与周期无关。
简谐振动的物体可以是弹簧、摆锤等。
二、受迫振动受迫振动是指在外力作用下,物体做的振动。
外力的作用使得振动的周期与自由振动不再相同。
当外力与物体运动方向相同时,称为共振;当外力与物体运动方向相反时,称为反共振。
三、阻尼振动阻尼振动是指在存在阻力的情况下,物体做的振动。
阻尼力的作用会逐渐减小振幅,使得振动逐渐衰减。
阻尼振动的特点是振幅逐渐减小、周期不变以及振幅与阻尼力的大小有关。
四、共振共振是指外力与物体的振动频率相同时,物体的振幅达到最大值的现象。
共振的发生会导致物体的损坏,因此在实际应用中需要尽量避免共振的发生。
五、波动方程波动方程描述了机械振动的数学表达式。
一维机械振动的波动方程为\[ \frac{{\partial^2y}}{{\partial t^2}} = -\omega^2 y \]其中,\(y\)为位移函数,\(t\)为时间,\(\omega\)为振动的角频率。
六、谐振频率谐振频率是指物体做简谐振动时的频率。
谐振频率与弹簧的劲度系数和物体的质量有关。
谐振频率可以通过以下公式计算:\[ f = \frac{1}{{2\pi}} \sqrt{\frac{k}{m}} \]其中,\(f\)为谐振频率,\(k\)为弹簧的劲度系数,\(m\)为物体的质量。
七、机械能守恒在没有摩擦力和阻力的情况下,机械振动过程中机械能守恒。
也就是在振动过程中,动能和势能之间的转化不会导致能量损失。
八、振动波振动波是指机械振动在空间中的传播。
振动波可以是横波或纵波,横波是指振动方向垂直于波的传播方向,纵波是指振动方向与波的传播方向一致。
机械振动机械波
机械振动机械波机械振动和机械波是物理学中重要的概念,涉及到了物体的振动和波动特性。
机械振动是指物体或系统在受到外界力的作用下发生的周期性或非周期性的振动运动,而机械波是指机械振动在介质中传播的能量传递过程。
机械振动有两个重要的参数,即振动周期和振幅。
振动周期是指一个完整的振动循环所需要的时间,通常用秒(s)表示。
振幅则是指振动的最大位移或最大速度,通常用米(m)来表示。
机械振动分为简谐振动和非简谐振动两种。
简谐振动是指当物体受到恢复力的作用后,其振动状态可以通过正弦或余弦函数来描述。
而非简谐振动则是指物体受到的恢复力不满足线性关系,振动状态无法通过简单的正弦或余弦函数来描述。
机械振动的运动可以通过振动方程来描述。
对于简谐振动而言,振动方程可以表示为x(t) = A * sin(ωt + φ),其中x(t)是物体的位移,A是振幅,ω是角频率,t是时间,φ是相位差。
振动方程可以描述物体振动的位移、速度和加速度的关系,从而提供了对振动状态的全面了解。
机械波是机械振动在介质中传播的能量传递过程。
波动是由于介质中某一点的振动引起附近点的振动,从而传递能量。
机械波有两种主要类型,即横波和纵波。
横波是指波动的振动方向垂直于能量传播方向的波动,例如水波。
纵波则是指波动的振动方向与能量传播方向一致的波动,例如声波。
机械波的传播速度可以通过介质的性质和条件来确定。
对于弹性介质而言,传播速度可以表示为v = √(E/ρ),其中v是波速,E是介质的杨氏模量,ρ是介质的密度。
不同介质的波速是不同的,比如在空气中,声速大约为343m/s,而在水中,水波的波速则约为1480m/s。
机械波的特性还包括波长和频率。
波长是指相邻两个振动峰或波谷之间的距离,通常用λ表示,单位是米。
频率是指在单位时间内波动中的相邻振动周期的个数,通常用赫兹(Hz)表示。
波长和频率之间有一个简单的关系,即v = λ * f,其中v是波速,λ是波长,f 是频率。
高三物理机械振动和机械波知识点总结
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。
二、弹簧振子定义: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T。
三、单摆1. 定义: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。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°。
3. 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。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π(1)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)。
四、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。
狼—高三第一轮复习9——机械振动和机械波
机械振动和机械波知识网络:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成两部分,即:机械振动;机械波。
其中重点是简谐运动和波的传播的规律。
难点是对振动图象和波动图象的理解及应用。
机械振动教学目标:1.掌握简谐运动的动力学特征和描述简谐运动的物理量;掌握两种典型的简谐运动模型——弹簧振子和单摆。
掌握单摆的周期公式;了解受迫振动、共振及常见的应用2.理解简谐运动图象的物理意义并会利用简谐运动图象求振动的振幅、周期及任意时刻的位移。
3.会利用振动图象确定振动质点任意时刻的速度、加速度、位移及回复力的方向。
教学重点:简谐运动的特点和规律教学难点:谐运动的动力学特征、振动图象 教学方法:讲练结合,计算机辅助教学 教学过程:一、简谐运动的基本概念 1.定义周期:gL T π2=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 无阻尼振动受力特点回复力:F= - kx弹簧振子:F= - kx单摆:x LmgF -=受迫振动共振在介质中的传播机械波形成和传播特点 类型横波 纵波 描述方法波的图象波的公式:vT =λ x=vt 特性声波,超声波及其应用波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应实例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的作用下的振动,叫简谐运动。
表达式为:F = -kx(1)简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。
也就是说,在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。
(2)回复力是一种效果力。
是振动物体在沿振动方向上所受的合力。
(3)“平衡位置”不等于“平衡状态”。
平衡位置是指回复力为零的位置,物体在该位置所受的合外力不一定为零。
(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,所以并不处于平衡状态)(4)F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。
凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。
专题42 机械振动(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题42 机械振动特训目标特训内容 目标1简谐运动的基本规律(1T —4T ) 目标2简谐运动的图像(5T —8T ) 目标3单摆模型(9T —12T ) 目标4 受迫振动和共振(13T —16T )【特训典例】一、简谐运动的基本规律1.如图所示,两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量是乙的质量的2倍,弹簧振子做简谐运动的周期2m T kπ=,式中m 为振子的质量,k 为弹簧的劲度系数。
当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中( )A .甲的振幅大于乙的振幅B .甲的振幅小于乙的振幅C .乙的最大速度是甲的最大速度的2倍D .甲的振动周期是乙的振动周期的2倍【答案】C【详解】AB .细线断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,即两物块的振幅一定相同,故AB 错误;C .细线断开的瞬间,两根弹簧的弹性势能相同,到达平衡位置时,甲、乙的动能最大且相同,由于甲的质量是乙的质量的2倍,根据2k 12E mv =可知,乙的最大速度一定是甲的最大速度的2倍,故C 正确;D .根据2m T kπ=可知,甲的振动周期是乙的振动周期的2倍,故D 错误。
故选C 。
2.如图所示,劲度系数为k 的轻弹簧下端悬挂一质量为M 的圆盘,圆盘处于静止状态。
现将质量为m 的粘性小球自离圆盘h 高处静止释放,与盘发生完全非弹性碰撞,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A .圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动B .圆盘做简谐运动的振幅为mg kC .振动过程中圆盘的最大速度为2m gh M m+ D .碰后向下运动过程中,小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大【答案】D【详解】A .以小球和圆盘组成的系统为研究对象,系统做简谐运动,平衡位置处合外力应为零,而碰后瞬间,系统合外力不为零,A 错误;B .上述分析可知,开始的位置不是最大位移处,开始时0Mg kx =球粘在盘子上一起静止的位置满足2()m M g kx +=所以从开始碰撞到平衡位置距离为mg x k ∆=故振幅应大于mg k,B 错误;C .小球自h 处静止释放,与盘发生完全非弹性碰撞,由动量守恒1()mv m M v =+由匀变速直线运动,速度位移关系22v gh =联立解得12m gh v M m =+两者碰撞瞬间由牛顿第二定律0()m M g kx ma +-=即碰后两者做加速度减小的加速运动,当=0a 时,速度最大,之后做减速运动到最低点,故振动过程中,圆盘的速度应大于2m gh M m+,C 错误; D .设小球和圆盘所具有的的总能量为E ,则由能量守恒可知p k p E E E E =++重弹因为系统速度读先增大后减小,故小球的动能先增大后减小,所以小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大。
高三物理一轮复习知识点:机械振动
高三物理一轮复习知识点:机械振动物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。
以下是查字典物理网为大众整理的2019年高三物理一轮温习知识点:机械振动,希望大众认真温习。
一、简谐运动基础目标1、回复力、均衡位置、机械振动2、知道什么是简谐运动及物体做简谐运动的条件。
3、理解简谐运动在一次全振动历程中位移、回复力、加快度、速度的变化环境。
4、理解简谐运动的对称性及运动历程中能量的变化。
拔高目标1、简谐运动的证明(竖直偏向弹簧振子,水面上木块)。
2、简谐运动与力学的综合题型。
3、简谐运动周期公式。
【重难点】重点:简谐运动的特性及相关物理量的变化纪律。
难点:偏离均衡位置位移的概念及一次全振动中各量的变化。
一.新课引入知识目标:引入新的运动--机械振动火线已学过的运动:按运动轨迹分:直线运动按速度特点分:匀变速曲线运动非匀变速自然界中还有一种更常见的运动:机械振动二.机械振动在自然界中,通常查看到一些物体来回往复的运动,如吊灯的来回摆动,树枝在微风中的摆动,下面我们就来研究一下这些运动具有什么特点。
这些运动都有一个明显的中心位置,物体或物体的一部分都在这此中心位置两侧往复运动。
这样的运动称为机械振动。
当物体不再往复运动时,都停在这个位置,我们把这一位置称为均衡位置。
(标出均衡位置)均衡位置是指运动历程中一个明显的分界点,一般是振动中止时稳定的位置,并不是所有往复运动的中点都是均衡位置。
存在均衡位置是机械运动的必要条件,有很多运动,纵然也是往复运动,但并不存在明显的均衡位置,所以并非机械振动。
如:拍皮球、人来回走动注意:在运动历程中,均衡位置受力并非一定均衡!如:小球的摆动总结:机械振动的充要条件:1、有均衡位置 2、在均衡位置两侧往复运动。
自然界中还有哪些机械振动?钟摆、心脏、活塞、昆虫翅膀的振动、浮标上下浮动、钢尺的振动三.回复力1)回复力机械振动的物体,为何总是在均衡位置两侧往复运动?结论:受到一个总是指向均衡位置的力查看:振子在均衡位置右侧时,有一个向左的力,在均衡位置左侧时,有一个向右的力,这个力总是促使物体回到均衡位置。
新教材人教版高中物理选择性必修第一册第二章机械振动 学案(知识点考点汇总及配套习题)
第二章 机械振动2.1简谐运动 ................................................................................................................... - 1 -2.2简谐运动的描述........................................................................................................ - 8 -2.3简谐运动的回复力和能量 ...................................................................................... - 15 -2.4单摆 ......................................................................................................................... - 21 -2.5实验:用单摆测量重力加速度 .............................................................................. - 29 -2.6受迫振动 共振...................................................................................................... - 35 -2.1简谐运动【学习目标】1.知道什是机械振动,什么是弹簧振子。
2.知道什么样的振动是简谐运动。
3.理解简谐运动的位移—时间图像是一条正弦曲线。
4.经历对简谐运动特征的探究过程,加深领悟用图像描述运动的方法。
2021版高三物理一轮复习课件选修3-4机械振动机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动
解析 根据单摆周期公式 T=2π gl 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 gl 可以知道, 单摆的周期与质量无关,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 初始时刻的位置不在平衡位置,则无法确定,故选项 E 错误。 答案 ABD
图2
C.第3 s末振子的速度为正向的最大值
D.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动
E.第1 s末和第3 s末两个时刻振子的振动方向相反
解析 由图象知,周期T=4 s,振幅A=8 cm,A正确;第2 s末振子到达负向最大位移 位置,速度为零,加速度为正向的最大值,B错误;第3 s末振子经过平衡位置,速度达 到最大值,且向正方向运动,C正确;从第1 s末到第2 s末振子由平衡位置运动到达负 向最大位移位置,速度逐渐减小,做减速运动,D错误;第1 s末振子向负方向运动,第3 s末振子向正方向运动,E正确。 答案 ACE
2.(多选)一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin 2.5πt,位移y的单位为 m,时间t的单位为s,则( ) A.弹簧振子的振幅为0.1 m B.弹簧振子的周期为0.8 s C.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大 D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 m E.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m
图1 做受迫振动的物体,它的驱动力的频率与固有频率越接近,其振幅就 越大,当二者_______相时等,振幅达到最大,这就是共振现象。共振曲线 如图1所示。
高三物理机械振动及相关概念
【解析】①在细线烧断时,小球受水平向左的弹力F与 水平向右的摩擦力f作用,开始时F必大于f.m相对小 车右移过程中,弹簧弹力减小,而小车所受摩擦力却 不变,故小车做加速度减小的加速运动.当F=f时车速 达到最大值,此时m必在O点左侧。设此时物体在O点 左侧x处,则kx=μmg。所以,当x=μmg/k时,小车 达最大速度.
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二、简谐运动
1、定义:物体在跟位移大小成正比而方向相 反的回复力作用下的振动叫简谐和振动;
2、简谐运动的特征
受力特征:F= -kx 运动特征:a= -kx/m
3、运动规律 简谐运动是一种周期性的 变加速运动,一切运动量(速度、位移、 加速度、动量等)及回复力的大小、方向 都随时间作正弦(或余弦)式周期性的变
②小车向左运动达最大速度的时刻,物体向右运动也 达最大速度,这时物体还会继续向右运动,但它的运 动速度将减小,即小车和物体都在做振动.由于摩擦 力的存在,小车和物体的振动幅度必定不断减小,设 两物体最终有一共同速度v,因两物体组成的系统动 量守恒,且初始状态的总动量为零,故v=0,即m与 M的最终运动状态是静止的
【例7】在光滑的水平面上停放着一辆质量为 M的小车,质量为m的物体与劲度系数为k的 一轻弹簧固定相连.弹簧另一端与小车左端 固定连接,将弹簧压缩x0后用细绳将m 栓住, m静止在小车上A点,,m与M 间的动摩擦 因数为μ,O 点为弹簧原长位置,将细绳烧 断后,①当m位于O点左侧还是右侧且跟O 点多远时,小车的速度最大?并简要说明理 由.②判断m与 M 的最终运动状态是 静止、匀速运动还是 相对往复的运动?
D物在运动过程中,能上升到的最大高度是离其平 衡位移为A的高度,由于D振动过程中的平衡位置在弹 簧自由长度以下mg/k处,刚好弹簧的自由长度处就 是物D运动的最高点,说明了当D运动到最高点时,D 对弹簧无作用力,故木箱对地的压力为木箱的重力Mg 法均是先找出其平衡位置,然后找出当振子速度为零 时的位置,这两个位置间的距离就是振幅.本题侧重 在弹簧振子运动的对称性.解答本题还可以通过求D 物运动过程中的最大加速度,它在最高点具有向下的 最大加速度,说明了这个系统有部分失重,从而确定 木箱对地面的压力
高三物理上学期(3-4)知识点(魔方格)
高三物理上学期(3-4)知识点(魔方格)第十一章“机械振动”一.“简谐运动的概念”:1、机械振动的定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动,简称振动。
2、简谐运动的定义: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复力的作用下振动简谐运动是最简单,最基本的机械振动叫做简谐运动。
3、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。
4、简谐运动的判定:要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。
然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x 轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。
二.简谐运动的周期、频率和角频率,初相、相位和相位差1、周期T:完成一次全振动的时间。
2、频率f:单位时间内完成的全振动的次数,与周期互为倒数关系,即T=1/f。
3、角频率ω:ω=2πf。
,是界定振子在时刻t的运动状态的物理量。
4、相位φ:φ=ωt+φ:是t=0时,振子的相位。
5、初相φ三.简谐运动的振幅振幅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。
四.简谐运动的图像,简谐运动的表达式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。
4.简谐运动的表达式:。
其中x为位移,A为振幅,ω为角频率,φ为相位。
高三物理第一轮复习:机械振动和机械波考点例析(一)人教版
高三物理第一轮复习:机械振动和机械波考点例析(一)人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:机械振动和机械波考点例析(一)二. 分析与解析典型问题问题1:必须弄清简谐运动的判断方法。
要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。
然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x 轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx ,则该物体的运动是简谐运动。
[例1] 两根质量均可不计的弹簧,劲度系数分别为K 1、K 2,它们与一个质量为m 的小球组成的弹簧振子,如图1所示。
试证明弹簧振子做的运动是简谐运动。
XO X图1证明:以平衡位置O 为原点建立坐标轴,当振子离开平衡位置O 时,因两弹簧发生形变而使振子受到指向平衡位置的合力。
设振子沿X 正方向发生位移x ,则物体受到的合力为F=F 1+F 2=-k 1x -k 2x=-(k 1+k 2)x=-kx 。
所以,弹簧振子做的运动是简谐运动。
问题2:必须弄清简谐运动中各物理量的变化特点简谐运动涉及到的物理量较多,但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x 存在直接或间接关系: 位移x 回复力Kx F -=加速度m Kx a /-=位移x势能2/2Kx E p -=动能2/2Kx E E k -=速度mE V K2=如果弄清了上述关系,就很容易判断各物理量的变化情况。
[例2] 弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中( )A. 振子所受的回复力逐渐增大B. 振子的位移逐渐增大C. 振子的速度逐渐减小D. 振子的加速度逐渐减小。
分析与解:在振子向平衡位置运动的过程中,易知x 减小,根据上述关系很容易判断,回复力F 、加速度a 减小;速度V 增大。
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高三物理机械振动的知识点
1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}
2.单摆周期T=2(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条:摆角100;lr}
3.受迫振动频率特点:f=f驱动力
4.发生共振条:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕
5.机械波、横波、纵波〔见第二册
P2〕
6.波速v=s/t=f=/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大
9.波的干涉条:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕}
注:
(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;
(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处;
(3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;
(4)干涉与衍射是波特有的;
(5)振动图象与波动图象;
(6)其它相关内容:超声波及其应用。
上文就是物理网给您带来的高三物理知识点,希望可以更好的帮助到您!!。