专题12 看破机械振动，分数居高不-【口袋书】高考物理必备知识一本通

专题十二：看破机械振动，分数居高不下 必备知识 一、简谐运动 1．定义：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即质点的位移--–时间图象是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 2.条件：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。 3.平衡位置：物体在振动过程中恢复力为0的位置上。 4.恢复力：使物体返回平衡位置的力。 （1）方向：总是指向平衡位置。 （2）来源：属于效果力，可以是某个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。 5.简谐运动的描述 （1）运动学表达式：x=Asin(ωt+φ)=Asin( t+φ)=Asin(2πft+φ)，A为振幅，有|x|≤A，简谐运动的位移最大值为A； （2）ω= =2πf，为简谐运动的圆频率，表示简谐运动的快慢； T为简谐运动的周期，等于做简谐运动的物体完成一次全振动（即连续两次沿相同方向通过平衡位置）的时间； f= ，为简谐运动频率，等于做简谐运动的物体在单位时间内完成的全振动的次数； ωt+φ表示简谐运动的相位，相位是描述周期性运动在不同时刻所处的不同状态的物理量；φ叫做初相，是t=0时的相位。 6.简谐运动的五大特征 受力特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 运动特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量特征 振幅越大，能量越大．在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒 周期性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称性特征 关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等 7.简谐运动的两种模型的比较 模　型 弹簧振子 单　摆 简谐运动条件 (1)弹簧质量可忽略 (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)无空气阻力 (3)最大摆角很小 回复力 弹簧的弹力提供 摆球重力沿圆弧切线方向的分力 平衡位置 弹簧处于原长处 最低点 周　期 与振幅无关 T=2π 8.简谐振动图象信息 (1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期。 (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位