8.1 机械振动 课件 -2027届高考物理一轮复习人教版（2019）（含答案）

这是一份8.1 机械振动 课件 -2027届高考物理一轮复习人教版（2019）（含答案），共33页。PPT课件主要包含了平衡位置，简谐运动的特征，-kx，最大距离，全振动，单位时间，不同状态，最大位移，简谐运动的两种模型，弹性势能等内容，欢迎下载使用。
学习目标:1.知道简谐运动的概念,理解简谐运动的表达式和图像。2.知道什么是单摆,熟记单摆的周期公式。3.理解受迫振动和共振的概念,了解产生共振的条件。
考点一　 简谐运动的规律
1.简谐运动(1)定义:如果物体的位移与　　　的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动是一种简谐运动。 (2)条件:物体所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成　　　,并且总是指向　 　　。(3)平衡位置:物体在振动过程中回复力为零的位置。(4)回复力:使物体返回平衡位置的力。①方向:总是指向　　　　　。 ②来源:属于　　　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。 
解析 从振子的位移-时间图像可以看出,t=0.8 s时,振子经过平衡位置向负方向运动,取向右为正方向,所以振子速度方向向左,故A错误;t=0.2 s时,振子处在从平衡位置向右侧最大位移处运动的过程中,离平衡位置越远,位移越大,由回复力公式F=-kx知,回复力越大,由牛顿第二定律F=ma知加速度越大,振子做的是加速度增大的减速运动,故B正确;t=0.4 s时,振子处在正向最大位移处,加速度向左,t=1.2 s时,振子处在负向最大位移处,加速度向右,虽然两个位置加速度大小相等,但方向相反,故C错误;t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子从正向最大位移处向平衡位置运动,振子速度逐渐增大,故D错误。
对点演练1　弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是(　　)A.t=0.8 s时,振子的速度方向向右B.t=0.2 s时,振子正在做加速度增大的减速运动C.t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度完全相同D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的速度逐渐减小
考点二　简谐运动的表达式和图像
1.简谐运动的表达式(1)动力学表达式:F=　　　,其中“-”表示回复力方向与位移的方向相反。 (2)运动学表达式:x=　　　　　　,其中A代表振幅,ω=2πf代表简谐运动的快慢,ωt+φ0代表简谐运动的相位,φ0叫作　　　　。 
Asin(ωt+φ0)
2.描述简谐运动的物理量
3.简谐运动的图像(1)从　　　 　开始计时,函数表达式为x=Asin ωt,图像如图甲所示。 (2)从　　　　　　处开始计时,函数表达式为x=Acs ωt,图像如图乙所示。
考点三　单摆及其周期公式
典例4　如图甲,O点为单摆的固定悬点,现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、B之间来回摆动。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻,则该单摆的周期为(　　)A.0.1πB.0.2πC.0.4πD.0.8π
对点演练2　如图所示,单摆在光滑斜面上做简谐运动,若要使其做简谐运动的周期变大,可以(　　)A.使斜面倾角变大B.使单摆摆长变长C.使摆球质量变大D.使单摆振幅变大
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　 　的频率,与物体的固有频率　　　　。 
2.共振(1)概念:当驱动力的频率等于物体的　　　　　　　　时,物体做受迫振动的振幅达到　　　　的现象。 (2)共振的条件:驱动力的频率等于物体的　　　　　　　。 (3)共振的特征:共振时　　　　最大。 (4)共振曲线(如图所示)。f=f0时,A=　　　　,f与f0相差越大,物体做受迫振动的振幅　　　　。 
典例5　如图所示,铁架横梁上挂着几个不同摆长的摆。其中A与D、G的摆长相同,D的摆球质量最大。现使D摆偏离平衡位置后释放,D摆在振动中通过横梁对其他几个摆施加周期性的驱动力。在振动稳定后以下说法正确的是(　　)A.A、D、G三个摆的固有频率不相同B.所有摆的振动频率都相同C.C摆振幅比B摆的大一点D.C、E摆振幅是最大的
解析 A、D、G三个摆的摆长相同,则三个摆的固有频率相同,故A错误;所有摆的振动频率都等于驱动频率,即都等于D摆的振动频率,故B正确;B摆的摆长更接近D摆的摆长,所以B摆振幅比C摆的大一点,故C错误;C、E摆的摆长与D摆的摆长相差最多,则C、E摆振幅是最小的,故D错误。
典例6　飞力士棒是德国物理治疗师发明的一种康复器材,它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成,棒的固有频率为4.5 Hz,如图所示。下列说法正确的是(　　)A.用力越大,棒振动得越快B.增大手驱动的频率,棒的振幅一定变大C.增大手驱动的频率,棒的振动频率可能减小D.双手驱动该棒每分钟振动270次全振动,则棒的振幅最大