高中物理机械振动
高中物理知识点之机械振动与机械波
高中物理知识点之机械振动与机械波机械振动与机械波是高中物理中的重要知识点，涉及到物理学中的振动和波动的相关理论及应用。
下面将从机械振动的基本概念、机械振动的特性、机械波的传播和机械波的特性等方面进行详细介绍。
一、机械振动的基本概念机械振动是物体在作用力的驱动下沿其中一轴向或其中一平面上来回往复运动的现象。
常见的机械振动有单摆振动、弹簧振动等。
1.单摆振动：单摆是由一根细线或细杆悬挂的可以在竖直平面内摆动的物体。
摆动过程中，单摆的重心沿圆弧形轨迹在竖直平面内来回运动。
2.弹簧振动：弹簧振动是指将一端固定，另一端悬挂质点的弹簧在作用力的驱动下做往复振动的现象。
弹簧振动有线性振动和简谐振动两种形式。
二、机械振动的特性1.幅度：振动中物体运动的最大偏离平衡位置的距离。
2.周期：振动一次所需要的时间，记为T。
3.频率：振动在单位时间内所完成的周期数，记为f。
频率和周期之间的关系为f=1/T。
4.角频率：单位时间内振动角度的增量，记为ω。
角频率和频率之间的关系为ω=2πf。
5.相位：刻画振动状态的物理量。
任何时刻振动的状态都可由物体与参照物的相对位移和相对速度来描述。
三、机械波的传播机械波是指质点或介质在空间传播的波动现象。
按传播方向的不同，机械波可以分为纵波和横波。
1.纵波：波动传播的方向与波的传播方向一致。
纵波的传播特点是质点沿着波动方向做往复运动，如声波就是一种纵波。
2.横波：波动传播的方向与波的传播方向垂直。
横波的传播特点是质点沿波动方向做往复运动，如水波就是一种横波。
四、机械波的特性1.波长：波的传播方向上，相邻两个相位相同的点之间的距离。
记为λ。
2.波速：波的传播速度。
波速和频率、波长之间的关系为v=λf。
3.频率：波动现象中，单位时间内波的传输周期数。
记为f。
4.能量传递：机械波在传播过程中，能量从一个质点传递到另一个质点，并随着传播的距离逐渐减弱。
5.反射和折射：机械波在传播过程中，遇到不同介质的边界时会发生反射和折射现象。
高中物理机械振动和机械波知识点
高中物理机械振动和机械波知识点机械振动和机械波是高中物理中一个重要的内容，下面将以1200字以上的篇幅详细介绍这两个知识点。
一、机械振动1.振动的定义及特点振动是指物体在平衡位置附近做往复运动的现象。
振动具有周期性、往复性和简谐性等特点。
2.物理量与振动的关系振动常涉及到的物理量有位移、速度、加速度、力等。
振动的物体在其中一时刻的位移与速度、加速度之间存在着相位差的关系。
3.简谐振动简谐振动是指振动物体的加速度与恢复力成正比，且方向相反。
简谐振动的周期、频率和角频率与振幅无关，只与振动系统的特性有关。
4.阻尼振动阻尼振动是指振动物体受到阻力的影响而逐渐减弱并停止的振动。
阻尼振动可以分为临界阻尼、过阻尼和欠阻尼三种情况。
5.受迫振动受迫振动是指振动物体受到外界周期力的作用而发生的振动。
当外力的频率与振动系统的固有频率相同时，产生共振现象。
6.驱动力与振幅的关系外力作用下，振动物体的振幅由驱动力的频率决定。
当驱动力的频率与振动物体的固有频率接近时，振幅达到最大值。
二、机械波1.波的定义及特点波是指能量或信息在空间中的传递。
波有传播介质，传播介质可以是固体、液体或气体。
波分为机械波和电磁波两种。
2.机械波的分类及特点机械波分为横波和纵波两种，它们的传播方向与介质振动方向有关。
横波的振动方向与波的传播方向垂直，而纵波的振动方向与波的传播方向平行。
3.波的传播速度波的传播速度与介质的性质和波的频率有关。
在同一介质中，传播速度与波长成正比，与频率成反比。
在不同介质中，波长相等时，传播速度与频率成正比。
4.波的反射、折射和干涉波在传播过程中会遇到障碍物或介质边界，导致发生反射和折射现象。
当波的传播路径中存在两个或多个波源时，会发生波的干涉现象。
5.波的衍射波在通过缝隙或物体边缘时会发生波的弯曲现象，这种现象称为波的衍射。
波的衍射现象是波动性质的重要表现之一6.声波的特点及应用声波是一种机械波，的传播媒质是物质的弹性介质。
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。
高中物理 机械振动
高中物理机械振动机械振动是物理学中一个重要的概念，它在日常生活中有着广泛的应用。
从钟摆的摆动到汽车的悬挂系统，机械振动无处不在。
在高中物理课程中，学生将会学习关于机械振动的原理、特性以及相关的数学模型。
本文将介绍机械振动的基本概念，帮助读者更好地理解这一重要的物理现象。
一、机械振动的定义机械振动是物体围绕某一平衡位置以一定规律作往复或周期性运动的现象。
当物体受到外力作用时，会发生形变，从而产生振动。
例如，当一个弹簧挂上一个质点并受到拉伸后突然放开，弹簧会产生振动，这就是一种典型的机械振动现象。
二、机械振动的特性1.周期性：机械振动具有周期性，即物体围绕平衡位置做往复运动的时间间隔是固定的。
2.频率：振动的频率是指单位时间内振动的次数，通常用赫兹（Hz）来表示。
频率与振动周期成反比，频率越高，周期越短。
3.振幅：振动的振幅是指物体从平衡位置最大偏离的距离，振幅越大，振动的幅度就越大。
4.阻尼：阻尼是影响振动的一个重要因素，它会使振动逐渐减弱并最终停止。
可以通过增加摩擦力或其他方法来增加阻尼。
5.共振：共振是指当外力的频率与物体的固有频率相匹配时，物体会发生共振现象，振幅增大，甚至导致破坏。
三、机械振动的数学模型在高中物理课程中，学生将接触到机械振动的数学模型，其中最基本的就是简谐振动。
简谐振动是一种最简单的机械振动形式，其运动规律可以用正弦函数来描述。
对于简谐振动，有以下几个重要的物理量：1.位移（x）：物体离开平衡位置的距离。
2.速度（v）：物体运动的速度，与位移的导数有关。
3.加速度（a）：物体运动的加速度，与速度的导数有关。
根据牛顿第二定律和胡克定律，可以建立简谐振动的运动方程：\[ m \cdot \frac{d^2x}{dt^2} = -kx \]其中，\( m \) 为物体的质量，\( k \) 为弹簧的劲度系数，\( x \) 为位移，\( t \) 为时间。
通过解微分方程，可以得到简谐振动的解析解，包括位移、速度和加速度随时间的变化规律。
高中物理 振动
高中物理振动振动是高中物理中一个非常重要的概念，是许多自然现象和科学原理的基础。
振动在我们周围随处可见，比如钟摆的摆动、弹簧的震动、声音的传播等都与振动有关。
本文将从振动的定义、特点、分类以及在生活中的应用等方面进行详细的介绍。
一、振动的定义振动是指物体围绕平衡位置周期性地作往复运动，即物体由平衡位置向一个方向运动，再返回原来的平衡位置，如此反复。
在振动过程中，物体的能量在弹性介质中传播，经历一系列周期性的变化。
二、振动的特点1.周期性：振动是指物体围绕平衡位置做周期性的运动。
这一周期性运动可以很规律，也可以呈现出复杂的特征。
2.振幅：振幅是指振动物体偏离平衡位置的最大距离，它决定了振动的幅度大小。
3.频率：频率是指单位时间内振动的次数，通常用赫兹（Hz）作为单位，不同的振动系统有不同的频率。
4.波长：波长是指相邻两个振动周期之间的距离，它与频率和振动速度有关。
三、振动的分类根据振动的性质和特点，振动可以分为机械振动和电磁振动两种。
1.机械振动：机械振动是指由机械系统产生的振动，比如弹簧振子、声音波动等都属于机械振动。
2.电磁振动：电磁振动是指由电磁系统产生的振动，比如光波的传播、无线电波的发射等都属于电磁振动。
四、振动在生活中的应用振动在生活中有着广泛的应用，不仅在物理学领域有着重要意义，还在其他领域产生了深远的影响。
1.医学领域：超声波成像技术利用声波的振动原理，可以用于医学诊断和治疗。
2.工程领域：震动台可以模拟地震等自然灾害，用于建筑物的抗震设计和测试。
3.交通领域：振动感应器可以用于检测车辆的振动状态，保障交通安全和车辆性能。
4.通信领域：光纤通信系统利用光的电磁振动实现信号的传输，具有高速和稳定的优势。
综上所述，振动是一种周期性的运动形式，具有广泛的应用价值。
通过学习振动的原理和特点，不仅可以更好地理解自然界中的现象，还可以为科学技术的发展和生活的改善提供基础支持。
希望本文对读者有所帮助，让大家对振动有更深入的认识和理解。
高中物理机械振动知识点
高中物理机械振动知识点一：简谐振动1、机械振动：物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。
机械振动产生的条件是：(1)回复力不为零。
(2)阻力很小。
使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力，回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
2、简谐振动：在机械振动中最简单的一种理想化的振动。
对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解：(1)物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。
(2)物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。
高中物理机械振动知识点二：简谐运动的描述1、位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。
位移是矢量，其最大值等于振幅。
2、振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。
振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。
3、周期T：振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。
所谓全振动是指物体从某一位置开始计时，物体第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振动。
4、频率f：振动物体单位时间内完成全振动的次数。
5、角频率：角频率也叫角速度，即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。
引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时，发现质点射影做的是简谐振动。
因此处理复杂的简谐振动问题时，可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理，这种方法高考大纲不要求掌握。
周期、频率、角频率的关系是：。
6、相位：表示振动步调的物理量。
现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。
高中物理机械振动知识点三：简谐运动的处理1、研究简谐振动规律的几个思路：(1)用动力学方法研究，受力特征：回复力F =- Kx;加速度，简谐振动是一种变加速运动。
第十二章第1讲机械振动-2025年高考物理一轮复习PPT课件
高考一轮总复习•物理
2．图像 (1)从_平__衡__位__置__处开始计时，函数表达式为 x＝Asin ωt，图像如图甲所示． (2)从_最__大__位__移__处开始计时，函数表达式为 x＝Acos ωt，图像如图乙所示．
第10页
高考一轮总复习•物理
四、受迫振动和共振
固有频率 固有频率
最大
第11页
动条件
(2)无摩擦等阻力． (3)在弹簧弹性限度内
(1)摆线为不可伸缩的轻细 线． (2)无空气等阻力． (3)最大偏角小于 5°
高考一轮总复习•物理
第8页
模型 回复力 平衡位置 周期
能量转化
弹簧振子 弹簧的___弹__力____提供
弹簧处于___原__长____处 与振幅无关
弹性势能与动能的相互 转化，机械能守恒
答案
高考一轮总复习•物理
第25页
解析：由题分析可得振子振动图像的一种可能情况如图所示，振子在 t＝0 时位于最大位 移处，速度为零，t＝10 s 时，振子在平衡位置，速度最大，故 A 错误；在 t＝4 s 时，振子位 于最大位移处，加速度最大，t＝14 s 时，振子处于平衡位置处，此时振子的加速度为零，故 B 错误；在 t＝6 s 和 t＝14 s 时，振子均处于平衡位置，此时动能最大，势能最小，故 C 正确； 由振子的振动周期 T＝2π mk 可知，振动周期与振子的振幅无关，故只改变振子的振幅，振 子的周期不变，只增加振子质量，振子的周期增大，故 D 正确．
12A＝Asin φa， 23A＝Asin φb，解得 φa＝－π6或 φa＝－56π(由题图中运动方向舍去)，φb＝π3或 φb ＝23π，当第二次经过 B 点时 φb＝23π，则23π－2π－π6T＝t，解得 T＝152t，此时位移关系为 23A ＋12A＝L，解得 A＝ 32＋L 1，C 正确，D 错误．故选 BC．
高中物理机械振动机械波知识点总结课件新人教版选修
物理实验中的机械振动与波
实验中的振动与波
在物理实验中，我们可以设计和进行各种与机械振动和波相关的实验，如单摆实 验、共振实验、干涉和衍射实验等。这些实验可以帮助我们深入理解机械振动和 波的原理。
实验中的注意事项
在进行与机械振动和波相关的实验时，需要注意安全问题，如避免共振引起的破 坏力、防止声波对耳膜的损伤等。
科技应用中的机械振动与波
科技应用中的振动与波
在科技领域，机械振动和波的应用非 常广泛，如地震勘测、无损检测、医 疗成像等。这些应用都基于对机械振 动和波的深入理解和掌握。
科技应用的发展前景
随着科技的不断发展，机械振动和波 的应用前景将更加广阔。例如，利用 振动和波进行物质分拣、环境监测等 领域的研究正在不断深入。
学习方法与技巧
强化基础知识的学习
注重实验与观察
机械振动与机械波的知识点比较抽象，需 要强化基础知识的学习，如振动与波的基 本概念、周期公式等。
实验是学习物理的重要手段，通过实验观 察机械振动与机械波的现象，有助于加深 对知识点的理解。
多做练习题
形成知识网络
练习是巩固知识的重要途径，通过多做练 习题可以加深对知识点的理解和掌握。
波动方程的建立
波动方程的推导
通过建立微分方程，描述波动过 程中各点的振动状态，从而得出
波动方程。
波动方程的形式
常见的波动方程形式有简谐振动方 程和一维波动方程等。
波动方程的求解
通过求解波动方程，可以得到波的 传播速度、波长等物理量。
振动方程的理解与应用
振动方程的意义
振动方程描述了单个质点在平衡位置附近的振动规律。
高中物理机械振动机械波知 识点总结课件新人教版选修
目录
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(粤教版)教学课件第二章机械振动2.5受迫振动共振
动，其振动频率称为固有频率。
高中物理 选择性必修第一册
第二章 机械振动
一、受迫振动的频率
1.阻尼振动
（1）定义：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。
（2）阻尼振动的图像：
（3）阻尼振动的能量：振动系统能量衰减。
高中物理 选择性必修第一册
第二章 机械振动
例.(多选)下列说法中错误的是( BC )
等于钢丝的固有频率，即60 Hz，所以发动机的转速：n=f=60 r/s=3 600 r/min，故B正确。
高中物理 选择性必修第一册
第二章 机械振动
谢谢！
B
A.三个摆振动的振幅大小相等
B.三个摆的振幅大小不同，B摆的振幅最大
C.B摆的振动周期最大，D摆的振动周期最小
D.D摆的振动周期最大，C摆的振动周期最小
）
高中物理 选择性必修第一册
第二章 机械振动
2. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线
【解析】
（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则
为0.5 Hz时振幅最大，即达到了共振，
桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生．你知道这是什么原
因造成的吗？
提示：是共振造成的．因为大队士兵迈步的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥体的振动加
强，当它的振幅达到甚至超过桥梁的形变能力时，桥就断了．要便步过桥．
高中物理 选择性必修第一册
第二章 机械振动
例 如图所示是一个单摆的共振曲线．
(1)若单摆所处环境的重力加速度g＝9.8 m/s2，试求此摆的摆长；
A．阻尼振动的振幅不断减小
B．物体做阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小
C．阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小
人教版高中物理选择性必修第1册 第二章 机械振动 1 简谐运动 (2)
2 | 弹簧振子
1.弹簧振子模型 弹簧振子是由④ 小球 和弹簧所组成的系统,是一种⑤ 理想化 模型。 2.理想振子的条件 (1)弹簧的质量比小球的质量小得多,可以认为质量集中于⑥ 小球 ; (2)构成弹簧振子的小球体积足够小,可以认为小球是一个⑦ 质点 ; (3)摩擦力可以⑧ 忽略 ; (4)小球从平衡位置被拉开的距离在⑨ 弹性限度内 。 3.弹簧振子的位移 如图所示,如果O点是小球的平衡位置,小球在A、B间往返运动,则小球的位移的变 化规律如表所示。
由简谐运动的振动图像可以获得的信息 (1)任意时刻质点的位移的大小和方向。如图1所示,质点在t1、t2时刻的位移分别为 x1和-x2。
图1 (2)任意时刻质点的运动方向。根据下一时刻质点的位移确定运动方向,如图2中的 a点,下一时刻质点离平衡位置更远,故a点对应时刻质点向正方向远离平衡位置运动。
ห้องสมุดไป่ตู้2
小球的运动 对O点位移的方向 对O点位移的大小
A→O 向左 减小
O→B 向右 增大
B→O 向右 减小
O→A 向左 增大
4.弹簧振子的位移-时间图像 (1)建立坐标轴:以水平放置的弹簧振子为例,取小球的⑩ 平衡位置 为坐标原点 O,沿着它的振动方向建立坐标轴,规定水平向右为正方向,小球在平衡位置右侧时 的位置坐标x为正,在平衡位置左侧时的位置坐标x为负。小球的位置坐标反映了 小球相对于平衡位置的位移,小球的位置-时间图像就是小球的位移-时间图像。 (2)绘制位移-时间图像 用频闪照相机连拍,或用摄像机摄像后逐帧观察的方式,得到 相等 时间间隔 的不同时刻小球的位置,如图甲所示。
问题 1.上述操作中,纸带的运动方向是怎样的? 提示:内侧纸带上有笔迹,外侧纸带上无笔迹,说明纸带由外向里运动。 2.上述操作中,若纸带不动,作出的振动图像是怎样的? 提示:当纸带不动时,描出的是小球在平衡位置两侧往复运动的轨迹,即一段线段。 3.上述操作中,若纸带速度恒定,所得振动图像可以用纸带的位移表示时间吗? 提示:若纸带的运动是匀速的,纸带运动的位移x=vt,可知纸带的位移与运动时间成 正比,则时间t= x ,故可以用纸带的位移x表示时间t。
高中物理机械振动知识点总结
高中物理机械振动知识点总结
高中物理机械振动的知识点总结如下：
1. 机械振动的概念和特点：机械振动是物体围绕平衡位置做周期性的来回振动运动，具有周期性、周期、频率、振幅等特点。
2. 动力学模型：机械振动可以用质点振动和弹簧振子来进行模拟，质点振动模型是研究单自由度振动的基本模型，弹簧振子模型是研究多自由度振动的基本模型。
3. 平衡位置和平衡力：平衡位置是物体在没有外力作用时处于的位置，平衡力是指物体在平衡位置附近的力，可以分为恢复力和阻尼力。
4. 振动方程：振动方程描述了物体在振动过程中的运动规律，可以用一阶微分方程或二阶微分方程表示，具体形式根据不同的振动模型而定。
5. 振动的能量：机械振动存在动能和势能的相互转换。
在简谐振动中，能量以振幅的平方的形式表示。
6. 简谐振动：简谐振动是指物体在恢复力作用下，在平衡位置附近做频率恒定、振幅不变、沿直线轨迹的振动。
简谐振动的特点包括周期性、频率、振幅、相位等。
7. 强迫振动和共振：强迫振动是指物体在外部周期性力的驱动下进行的振动，共振是指当外部周期性力与物体的固有频率相等或接近时，物体振幅达到最大的现象。
8. 阻尼振动：阻尼振动是指在受到阻尼力的作用下，物体振幅
逐渐减小并最终停止振动的现象。
阻尼振动可以分为欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况。
9. 波动方程：波动方程描述了波在传播过程中的运动规律，可以用一维或二维波动方程表示。
10. 波的传播：波的传播可以分为机械波和电磁波两种类型，机械波需要介质传播，而电磁波可以在真空中传播。
以上是高中物理机械振动的主要知识点总结，希望对你有帮助。
机械振动(原卷版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
机械振动考点01 简谐运动1. . （2024年高考辽宁卷）如图（a），将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。
若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如（b）所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为1r和2r，地球半径是该天体半径的n倍。
12r r 的值为（ ）A. 2n B. 2n C. 2n D. 12n2. （2024年高考江苏卷）如图所示，水面上有O 、A 、B 三点共线，OA =2AB ，0=t 时刻在O 点的水面给一个扰动，t 1时刻A 开始振动，则B 振动的时刻为（ ）A. t 1B. 132t C. 2t 1 D. 152t 3．（2024年高考北京卷）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a 随时间t 变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示．下列说法正确的是（ ）A ．0t =时，弹簧弹力为0B ．1 6.2s =时，手机位于平衡位置上方C ．从0t =至0.2s t =，手机的动能增大D ．a 随t 变化的关系式为24sin(2.5π)m /s a t=4. （2022高考湖北物理）如图所示，质量分别为m 和2m 的小物块Р和Q ，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。
P 的下表面光滑，Q 与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
用水平拉力将Q 向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q 恰好能保持静止。
弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度大小为g 。
若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（ ）A. mgkm B. 2mg k m C. 4mgk m D.6mg k m 5. （2023学业水平等级考试上海卷）真空中有一点P ，微粒Q 在运动过程中受到方向指向P 且大小与Q 离开P 的位移成正比的回复力，给在P 点的微粒Q 一微小速度后，则在接下来的短时间内，Q 的A. 速度增大，加速度增大B. 速度减小，加速度增大C. 速度增大， 加速度不变D. 速度减小，加速度不变6. （2023高考山东高中学业水平等级考试）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L 的A 、B 两点。
高考物理总复习机械振动
[9]
对于
的位移
位置的有向线段
振动物体离开平衡位置的[10] 最
大距离
描述振动的强弱和能量
返回目录
第1讲
机械振动
物理量
周期
频率
相位
定义
物理意义
振动物体完成一次[11] 全振动
描述振动的快慢，两者互为
所需的时间
振动物体[12] 单位时间
内完成
[13] 倒数
，T＝
1
f
全振动的次数
ωt＋φ0→ω叫圆频率，φ0叫初相位
图像的理
解和应用
返回目录
第1讲
机械振动
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
2023：上海T20；
2020：全国ⅡT34(1)，上
3.通过实验，
4.科学态度与责任：通
认识受迫振
单摆及其周期 海
过实验探究，形成严
动的特点.了
公式
谨、实事求是的科学态
T16；
解产生共振
2019：全国 Ⅱ T34(1)，江 度.尝试用学过的知识解
(2)相隔Δt＝nT(n＝0，1，2，…)的两个时刻，弹簧振子在同一位置，位移和速度都
相同.
返回目录
第1讲
机械振动
下图为某质点做简谐运动的振动图像.
由图可以看出，该质点做简谐运动的振幅A＝
度ω＝
0.5π rad/s
sin (0.5πt) cm
10 cm
，周期T＝ 4 s
，则角速
，故该质点做简谐运动的位移随时间变化的关系式为 x＝10
振子的振动周期为T2＝0.8 s，则该振子再经过时间Δt'＝T2-0.2 s＝0.6 s，第三次经过
高中物理公式大全(全集) 九、机械振动
九、机械振动1、机械振动 (1)平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置，或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。
(2)机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。
(3)振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和重复性 2、简谐运动(1)弹簧振子：一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。
(2)振动形成的原因①回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置，且始终指向平衡位置的力，叫回复力。
振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。
一、知识网络二、画龙点睛概念②形成原因：振子离开平衡位置后，回复力的作用使振了回到平衡位置，振子的惯性使振子离开平衡位置；系统的阻力足够小。
(4)简谐运动的力学特征①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的作用下的振动，叫做简谐运动。
②动力学特征：回复力F与位移x之间的关系为F＝－kx式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是常数。
简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。
③简谐运动的运动学特征a＝－k m x加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总指向平衡位置。
简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。
简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。
例题：试证明在竖直方向的弹簧振子做的也是简谐振运动。
证明：设O为振子的平衡位置，向下方向为正方向，此时弹簧形变量为ｘ0，根据胡克定律得ｘ0＝mg/k当振子向下偏离平衡位置ｘ时，回复力为F＝mg－ｋ(ｘ＋ｘ0)则Ｆ＝－kx所以此振动为简谐运动。
3、振幅、周期和频率⑴振幅①物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
②定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。
③单位：在国际单位制中，振幅的单位是米(m)。
高中物理机械振动知识点详解和答案
九、机械振动一、知识网络二、画龙点睛概念1、机械振动(1)平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置，或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。
(2)机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。
(3)振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和重复性2、简谐运动(1)弹簧振子：一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。
(2)振动形成的原因①回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置，且始终指向平衡位置的力，叫回复力。
振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。
②形成原因：振子离开平衡位置后，回复力的作用使振了回到平衡位置，振子的惯性使振子离开平衡位置；系统的阻力足够小。
(3)振动过程分析振子的运动A→O O→A′A′→O O→A对O点位移的方向向右向左向左向右(4)简谐运动的力学特征①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的作用下的振动，叫做简谐运动。
②动力学特征：回复力F与位移x之间的关系为F＝－kx式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是常数。
简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。
③简谐运动的运动学特征a＝－k m x加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总指向平衡位置。
简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。
简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。
例题：试证明在竖直方向的弹簧振子做的也是简谐振运动。
证明：设O为振子的平衡位置，向下方向为正方向，此时弹簧形变量为ｘ0，根据胡克定律得ｘ0＝mg/k当振子向下偏离平衡位置ｘ时，回复力为F＝mg－ｋ(ｘ＋ｘ0)则Ｆ＝－kx所以此振动为简谐运动。
3、振幅、周期和频率⑴振幅①物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
②定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。
高中物理选修3-4机械振动_机械波_光学知识点(好全)
机械振动一、基本概念1.机械振动：物体（或物体一部分）在某一中心位置附近所做的往复运动2.回复力F：使物体返回平衡位置的力，回复力是根据效果（产生振动加速度，改变速度的大小，使物体回到平衡位置）命名的，回复力总指向平衡位置，回复力是某几个性质力沿振动方向的合力或是某一个性质力沿振动方向的分力。
（如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力，不能说成是重力和拉力的合力）3.平衡位置：回复力为零的位置（物体原来静止的位置）。
物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零（例如单摆中平衡位置需要向心力）。
4.位移x：相对平衡位置的位移。
它总是以平衡位置为始点，方向由平衡位置指向物体所在的位置，物体经平衡位置时位移方向改变。
5.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的作用下的振动，叫简谐运动。
（1）动力学表达式为：F= -kxF=-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。
（2）运动学表达式：x＝A sin(ωt＋φ)（3）简谐运动是变加速运动．物体经平衡位置时速度最大，物体在最大位移处时速度为零，且物体的速度在最大位移处改变方向。
（4）简谐运动的加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体指向平衡位置的(或沿振动方向的)加速度mkxa -=.由此可知，加速度的大小跟位移大小成正比，其方向与位移方向总是相反。
故平衡位置F 、x 、a 均为零，最大位移处F 、x 、a 均为最大。
（5）简谐运动的振动物体经过同一位置时，其位移大小、方向是一定的，而速度方向不一定。
（6）简谐运动的对称性①瞬时量的对称性：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．速度的大小、动能也具有对称性，速度的方向可能相同或相反。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
选修3-4第1课时机械振动1.(多选)如图所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O点是平衡位置,以某时刻作为计时零点(t=0),经过周期,振子具有正方向的最大速度,那么下面五个图像中哪个能够正确反映振子的振动情况( ABD )解析:时刻t=T时,振子具有正向的最大速度,则t=0时,振子应处于负向最大位移处,此时,回复力和加速度正向最大,故选项C,E错误,A,B,D正确.2.(多选)如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是( BCD )A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是2 s,振幅是5 cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是40 cmD.从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cmE.从B开始经过0.5 s,振子通过的路程为2.5 cm解析:振子从B经O到C仅完成了半次全振动,所以周期T=2×1 s=2 s,振幅A=BO=5 cm.振子在一次全振动中通过的路程为4 A=20 cm,所以两次全振动中通过的路程为40 cm,3 s的时间为1.5 T,所以振子通过的路程为30 cm,故A错误,B,C,D正确.从B开始经过0.5 s,振子通过的路程为5 cm,E错误.3.(多选)一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s,当振子从平衡位置向右运动,经过0.17 s时,振子运动情况是( BCE )A.正在向右做减速运动B.正在向右做加速运动C.位移正在减小D.正在向左做加速运动E.势能正在减小解析:时间==6,T在T～T之间,故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置,位移正在减小,而势能也在减小,故选项B,C,E正确.4.(多选)如图所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图像,由图可知,下列说法中正确的是( BCD )A.振动周期为5 sB.振幅为8 cmC.第2 s末振子的速度为零,加速度为正向的最大值D.第3 s末振子的速度为正向的最大值E.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动解析:根据图像,周期T=4 s,振幅A=8 cm,A错误,B正确.第2 s末振子到达负的最大位移处,速度为零,加速度为正向的最大值,C正确.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,D正确;从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动,速度逐渐减小,做减速运动,E错误.5.(多选)如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A,B的摆长相等,当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B,C,D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动,下列关于B,C,D摆的振动情况判断错误的是( ADE )A.C摆的频率最小B.B,C,D摆的周期相同C.B摆的摆角最大D.B,C,D的摆角相同E.B,C,D三个摆中,质量最小的摆角最大解析:A摆摆动带动其他3个摆做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,故其他各摆的振动周期与频率均跟A摆的相同,选项A错误,B正确.在受迫振动中,当固有频率等于驱动力频率时,出现共振现象,振幅最大,单摆的周期与摆长和该处的重力加速度有关,与摆球质量无关,故与A摆固有周期(频率)相同的B摆振幅最大,选项C正确,D,E错误.多选)简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图(甲)所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像,取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图(乙)所示,则下列说法中正确的是( ABD )A.弹簧振子的周期为4 sB.弹簧振子的振幅为10 cmC.t=17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cmD.若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1,3两点间的距离是4 cmE.2.5 s时振子正在向x轴正方向运动解析:周期是振子完成一个全振动的时间,由图知,弹簧振子的周期为T=4 s,故A正确;振幅是振子离开平衡位置的最大距离,由图知,弹簧振子的振幅为10 cm,故B正确;振子的周期为4 s,由周期性知,t=17 s 时振子相对平衡位置的位移与t=1 s时振子相对平衡位置的位移相同,为0,故C错误;若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1,3两点间的距离是s=vt=2 cm/s×2 s=4 cm,故D正确;图像的斜率表示速度,斜率正负表示速度的方向,则知2.5 s时振子的速度为负,正在向x轴负方向运动,故E错误.7.(多选)将一个力电传感器接到计算机上,可以测量快速变化的力.用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示.由此图线提供的信息做出的下列判断正确的是( ACE )A.t=0.2 s时刻摆球正经过最低点B.t=1.1 s时摆球速度最大C.摆球摆动过程中机械能减小D.摆球摆动的周期约为0.6 sE.摆球摆动的周期为1.2 s解析:当悬线的拉力最大时,摆球通过最低点,由图读出t=0.2 s时摆球正通过最低点,故A正确;由图可知,t=1.1 s时摆球对悬线的拉力接近最小值,摆球应在最高点附近,速度接近为零,故B错误;摆球经过最低点时悬线的拉力随时间在减小,说明摆球在最低点的速度减小,即机械能不断减小,故C正确;由图可知,摆球从最低点到最高点的时间为0.3 s,则摆球的摆动周期T=1.2 s,故D错误,E正确.8.(2018·湖北黄石模拟)(多选)某实验小组在研究单摆时改进了实验方案,将一力传感器连接到计算机上,图(甲)中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A,B,C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置.∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量,同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线图(乙)(均为已知量),且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻(重力加速度为g),根据题中(包括图中)所给的信息,下列说法正确的是( ABE )A.该单摆的周期为t1B.根据题中(包括图中)所给的信息可求出摆球的质量C.根据题中(包括图中)所给的信息不能求出摆球在最低点B时的速度D.若实验时,摆球做了圆锥摆,则测得的周期变长E.若增加摆球的质量,摆球的周期不变解析:小球运动到最低点时,绳子的拉力最大,在一个周期内两次经过最低点,由(乙)图可知单摆的周期T=t1,故A正确;在B点拉力有最大值,根据牛顿第二定律有:F max-mg=m;在A,C两点拉力有最小值,F min= mgcos α,由A到B机械能守恒可得,mgl(1-cos α)=mv2,由此可求得摆球的质量及在最低点B时的速度,故B正确,C错误,若实验时,摆球做了圆锥摆,则周期为T=2π,显然周期变小,故D错误;根据单摆周期公式T=2π可知,单摆周期与摆球质量无关,故E正确.·北京东城区一模)实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验.(1)用l表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,重力加速度g=.(2)实验时除用到停表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的(选填选项前的字母).A.长约1 m的细线B.长约1 m的橡皮绳C.直径约1 cm的均匀铁球D.直径约10 cm的均匀木球(3)选择好器材,将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采用图中所示的固定方式.(4)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是(选填选项前的字母).A.测出摆线长作为单摆的摆长B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动C.在摆球经过平衡位置时开始计时D.用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期(5)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期,他根据测量数据画出了如图(甲)所示的图像,但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量.你认为横坐标所代表的物理量是,(选填“l2”“l”或“”)若图线斜率为k,则重力加速度g= (用k表示).(6)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是(选填选项前的序号).A.开始摆动时振幅较小B.开始计时时,过早按下停表C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间(7)丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图(乙)所示,则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为(结果保留一位有效数字).解析:(1)由单摆的周期公式T=2π,得g=.(2)为减小误差应保证摆线的长短不变,则A正确,B错误;摆球密度要大,体积要小,则C正确,D错误.(3)为了保证单摆的摆长不变,则摆线的悬点应固定不变,图B正确.(4)摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,则A错误;把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动,B正确;在摆球经过平衡位置时开始计时,以减小测量误差,C正确;把停表记录摆球一次全振动的时间作为周期,误差较大,应采用累积法测量周期,D错误.(5)由T=2π得,=,则T=·,即T与成正比,图(甲)中横坐标所代表的物理量为;若=k,则g=.(6)由T=2π得,g=,g与振幅大小无关,则A错误;开始计时时,过早按下停表,周期偏大,则g偏小,B错误;测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间,则周期偏小,则g偏大,C 正确.(7)由图可知,单摆的周期为2 s,则摆长l== m=1 m,振幅为A= 4 cm=0.04 m,则sin θ==0.04.答案:(1)(2)AC (3)B (4)BC (5)(6)C (7)0.04·福建永定县校级月考)物体在ab之间做简谐运动,已知ab间的距离为L=0.8 m,振子在t=10 s内完成了n=5次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过周期振子有正向最大速度.(1)求振子的振幅A和周期T;(2)写出振子的振动表达式;(3)求振子在t=2.25 s时离平衡位置的距离d.解析:(1)已知a,b间的距离为0.8 m,则振子的振幅A=×0.8 m=0.4 m,振子在10 s内完成了5次全振动,则振子完成一次全振动所用的时间为2 s,则其周期为T=2 s.(2)由振子经过平衡位置时开始计时,经过周期,振子具有正向最大速度,说明振子先沿负向振动,振子的振动表达式x=-Asin t= -0.4 sinπt(m).(3)将t=2.25 s代入振子的振动表达式得,x=-0.4sin(m)=- m,即所求距离为 m.答案:(1)0.4 m 2 s (2)x=-0.4 sinπt(m) (3) m11.(2018·宁夏银川金凤区校级月考)已知甲、乙两个质点做简谐运动,甲的振幅为3 cm,乙的振幅为2 cm,它们的周期都为4 s.当t=0时甲的位移为3 cm,乙的相位比甲的落后.(1)写出甲、乙做简谐运动的表达式;(2)作出甲、乙振动的位移—时间图像.解析:(1)由题意可知,甲、乙做简谐运动的周期为T=4 s,则圆频率为ω== rad/s=0.5π rad/s;在t=0时,甲处于最大位移处,所以甲的振动方程为x1=A1cosωt=3cos0.5πt(cm),乙的相位比甲的落后,所以乙的振动方程为x2=A2cos(ωt-)=2cos(0.5πt-)cm.(2)作出甲、乙振动图像如图所示.答案:见解析·安徽合肥三模)如图所示,一轻质弹簧的上端固定在倾角为30°的光滑斜面顶部,下端拴接小物块A,A通过一段细线与小物块B相连,系统静止时B恰位于斜面的中点.将细线烧断,发现当B运动到斜面底端时,A刚好第三次到达最高点.已知B的质量m B=2 kg,弹簧的劲度系数k=100 N/m,斜面长为L=5 m,且始终保持静止状态,重力加速度g=10 m/s2.(1)试证明小物块A做简谐运动;(2)求小物块A振动的振幅和周期.解析:(1)烧断细线后A向上运动,受力平衡时,设弹簧的伸长量为x0, 则kx0-m A gsin 30°=0 ①选A的平衡位置处为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标系,用x 表示A离开平衡位置的位移.当A运动到平衡位置下方x位置时,物块A受到的合力为F0=m A gsin 30°-k(x-x0) ②联立①②得,F0=-kx,可知A受到的合外力总是与物块的位移成反比,所以A做简谐振动.(2)开始时AB组成的系统静止,设弹簧的伸长量为x1,根据胡克定律有kx1-(m A+m B)gsin 30°=0 ③所以,x1=烧断细线后A从此位置开始向上运动,到达平衡位置运动的距离为物块A的振幅,A=x1-x0=代入数据得,A=0.1 m,烧断细线后B向下做匀加速直线运动,则m B gsin 30°=m B a设B到达斜面底端的时间为t,则=at2A向上运动经过周期第一次到达最高点,则第三次到达最高点的时间t=2.5T代入数据联立得,T=0.4 s.答案:(1)见解析(2)0.1 m 0.4 s。