11.1机械振动—知识点填空-2024高考物理回归课本基础知识填空（含答案）

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1．弹簧振子
（1）平衡位置：振子原来 时的位置。
（2）机械振动：振子在 附近的往复运动，简称振动。
（3）弹簧振子： 和弹簧构成的系统。
2．弹簧振子的位移—时间图像（x－t图像）
（1）用横坐标表示振子运动的 ，纵坐标表示振子离开 位置的位移（x），描绘出的图像就是 随 变化的图像，即x－t图像，如图所示。
（2）振子的位移：振子相对 位置的位移。
3．简谐运动及其图像
简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从 的规律，即它的振动图像（x－t图像）是一条 曲线。
4．描述简谐运动的物理量
（1）振幅：振动物体离开平衡位置的 距离。
（2）全振动（如图所示）
类似于O→B→O→C→O的一个 的振动过程。
（3）周期和频率
①周期
a.定义：做简谐运动的物体完成 所需要的时间。
b.单位：国际单位是 。
②频率
a.定义：单位时间内完成全振动的 。
b.单位： 。
③T和f的关系：T＝ 。
（4）相位
描述周期性运动在各个时刻所处的不同 。
5．简谐运动的表达式
简谐运动的一般表达式为x＝ 。
（1）x表示振动物体相对于平衡位置的 ；t表示 。
（2）A表示简谐运动的 。
（3）ω叫做简谐运动的“ ”，表示简谐运动的快慢，ω＝ ＝ （与周期T和频率f的关系）。
（4） 代表简谐运动的相位，φ表示t＝0时的相位，叫做 。
（5）相位差
若两个简谐运动的表达式为x1＝A1sin（ωt＋φ1），x2＝A2sin（ωt＋φ2），则相位差为Δφ＝ ＝ 。
6．简谐运动的回复力
（1）简谐运动
如果质点所受的力与它偏离平衡位置 的大小成 ，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
①定义：使振动物体回到 的力。
a.方向：总是指向 。
b.表达式：F＝ 。
7．简谐运动的能量
（1）能量转化
弹簧振子运动的过程就是 和 互相转化的过程。
①在最大位移处， 最大， 为零。
②在平衡位置处， 最大， 最小。
（2）能量特点
在简谐运动中，振动系统的机械能 ，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种 的模型。
8．单摆及单摆的回复力
（1）单摆
①如果细线的质量与小球相比可以 ，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。单摆是实际摆的 模型。
②单摆的平衡位置：摆球 时所在的位置。
（2）单摆的回复力
①回复力的来源：如图所示，摆球的重力沿圆弧 （填“切线方向”或“法线方向”）的分力提供回复力。
②回复力的特点：在偏角很小时，，所以单摆的回复力为，即小球所受的回复力与它偏离平衡位置的 成正比，方向总是指向 ，单摆的运动可看成是简谐运动。
9．单摆的周期
（1）单摆振动的周期与摆球质量 （填“有关”或“无关”），在振幅较小时与振幅 （填“有关”或“无关”），但与摆长 （填“有关”或“无关”），摆长越长，周期 （填“越长”“越短”或“不变”）。
（2）单摆的周期公式T＝ 。
10．固有振动、阻尼振动
（1）固有振动和固有频率
①固有振动：振动系统在 作用下的振动。
②固有频率： 振动的频率。
（2）阻尼振动
①阻尼：当振动系统受到 的作用时，振动受到了阻尼。
②阻尼振动： 逐渐减小的振动，如图所示。
11．受迫振动
（1）驱动力
作用于振动系统的 的外力。
（2）受迫振动
①定义：系统在 作用下的振动。
②受迫振动的频率（周期）
做受迫振动的物体，其振动频率总 驱动力的频率，与系统的固有频率 。
12．共振
（1）定义
驱动力的频率f 系统的固有频率f0时，受迫振动的 最大，这种现象叫做共振。
（2）共振曲线（如图所示）
参考答案：
1． 静止 平衡位置 小球
【详解】（1）[1]对于弹簧振子，平衡位置为振子原来静止的位置。
（2）[2] 振子在平衡位置附近的往复运动，叫机械振动，简称振动。
（3）[3] 弹簧振子是小球和弹簧构成的系统。
2． 时间（t） 平衡 位移 时间 平衡
【详解】（1）[1][2]根据弹簧振子的位移时间图像可知，横坐标表示振子运动的时间，纵坐标表示振子离开平衡位置的位移。
[3][4]描绘出的图像就是位移随时间的变化图线。
（2）[5]振动物体的位移与运动学中位移的含义不同，振子的位移总是相对于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。因而振子的位移是振子相对平衡位置的位移。
3． 正弦函数 正弦
【详解】[1][2] 简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x－t图像）是一条正弦曲线。
4． 最大 完整 一次全振动 秒（s） 次数 赫兹（Hz） 状态
【详解】（1）[1]振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离。
（2）[2]全振动是类似于O→B→O→C→O的一个完整的振动过程；
（3）[3] ①a.周期是做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间；
（3）[4] b.周期的国际单位是秒（s）；
（3）[5]②a.频率是单位时间内完成全振动的次数。
（3）[6]b.频率的单位是赫兹（Hz）。
（3）[7]③T和f的关系为
（4）[8]相位是描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。
5． Asin（ωt＋φ） 位移 时间 振幅 圆频率 2πf ωt＋φ 初相位（或初相） （ωt＋φ2）－（ωt＋φ1） φ2－φ1
【详解】略
6． 位移 正比 平衡位置 平衡位置 －kx
【详解】略
7． 动能 势能 势能 动能 动能 势能 守恒 理想化
【详解】（1）[1][2] 弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。
①[3][4]在最大位移处，弹簧振子势能最大，速度为0，则动能为0。
②[5][6] 在平衡位置处，位移为0，速度最大，则弹簧振子势能最小，动能最大。
（2）[7][8]在简谐运动中，由于简谐运动是理想化模型，故振动系统的机械能守恒。
8． 忽略 理想化 静止 切线方向 位移 平衡位置
【详解】（1）单摆
①[1][2]如果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，这样的装置就叫做单摆。单摆是实际摆的理想化模型。
②[3]单摆的平衡位置：摆球静止时所在的位置。
（2）单摆的回复力
①[4]回复力的来源：如图所示，摆球的重力沿圆弧切线方向的分力提供回复力。
②[5][6]回复力的特点：在偏角很小时， ，所以单摆的回复力为，即小球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，单摆的运动可看成是简谐运动。
9． 无关 无关 有关 越长 2π
【详解】（1）[1][2][3][4]单摆振动的周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关，但与摆长有关，摆长越长，周期越长。
（2）[5]单摆的周期公式
T＝2π
10． 不受外力 固有 阻力 振幅
【详解】（1）①[1]固有振动是振动系统在不受外力作用下的振动。
②[2] 固有频率是固有振动的频率。
（2）①[3] 当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼。
②[4] 阻尼振动是振幅逐渐减小的振动，
11． 周期性 驱动力 等于 无关
【详解】（1）[1]驱动力
作用于振动系统的周期性的外力。
（2）[2][3][4]受迫振动
①定义：系统在驱动力作用下的振动。
②受迫振动的频率（周期）
做受迫振动的物体，其振动频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。
12． 等于 振幅
【详解】（1）[1][2]驱动力的频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。