第8章　第19讲　机械振动-【南方凤凰台】2024高考物理（提高版）一轮复习导学案 江苏（新教材新高考）课件

第八章 机械振动和机械波 第19讲　机械振动 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A导学案 高考一轮复习 物理 1 体系建构 体系建构 素养发展 4 1 简谐运动的规律 素养发展 1 C 素养发展 素养发展 2 简谐运动图像的理解和应用 从图像可获取的信息 (1) 振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ0. (2) 质点在任一时刻的位移． (3) 各时刻质点的振动方向 ①下一时刻位移若增加，则质点的振动方向是远离平衡位置． ②下一时刻位移若减小，则质点的振动方向是指向平衡位置． (4) 质点各时刻的加速度(回复力)的大小和方向：回复力和加速度的方向相同，总是指向平衡位置． (5) 质点各时刻的势能、动能的大小：质点的位移越大，它所具有的势能越大，动能越小． 素养发展 如图甲所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动．B、C相距20 cm.小球经过B点时开始计时，经过0.5 s首次到达C点． (1) 写出小球的振动方程，并在图乙中画出小球在第一个周期内的x-t图像． 2 答案：x＝0.1cos (2πt)m　图见解析 素养发展 素养发展 (2) 求5 s内小球通过的路程及5 s末小球的位移． 【解析】因为小球做简谐振动的周期为1 s,5 s内小球经过了5个周期，故5 s内通过的路程为s＝5×4×0.1 m＝2 m 5 s末小球位于B点，故位移为x＝0.1 m 答案：0.1 m 素养发展 3 单摆及其周期公式 素养发展 素养发展 (2023·溧阳中学)小华利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，从摆球离开左侧最高点A时开始，每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点C时，摆线在O′点被一钉子挡住．对照片进行分析可知( 　　) A. 摆球经过C点前后瞬间角速度大小不变 B. 摆球经过C点前后瞬间绳中拉力大小不变 C. 摆球在C点附近相邻位置的间隔大，说明在C点附近相邻位置间的运动时间长 D. 若已知左侧摆长OA的长度，则可以计算出右侧摆长O′B的长度 3 D 素养发展 素养发展 4 受迫振动和共振 1. 自由振动、受迫振动和共振的关系比较 振动项目 自由振动 受迫振动 共振 受力情况 仅受回复力 受驱动力作用 受驱动力作用 振动周期 或频率 由系统本身性质决定，即固有周期T0或固有频率f0 由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱　 T驱＝T0或f驱＝f0 振动能量 振动物体的机械能不变 由产生驱动力的物体提供 振动物体获得的能量最大 常见例子 弹簧振子或单摆(θ≤5°) 机械工作时底座发生的振动 共振筛、声音的共鸣等 素养发展 2. 对共振的理解 (1) 共振曲线 如图所示，横坐标为驱动力的频率f，纵坐标为振幅A.它直观地反映了驱动力的频率对某固有频率为f0的振动系统做受迫振动时振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大，当f＝f0时，振幅A最大． (2) 受迫振动中系统能量的转化 做受迫振动的系统的机械能不守恒，驱动力对系统做功，补偿系统的能量损耗，使系统的振动维持下去． (3) 无论发生共振与否，受迫振动的频率都等于驱动力的频率，但只有发生共振现象时振幅才能达到最大． 素养发展 (2022·南师附中)一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，取g＝10 m/s2，则( 　　) A. 此单摆的固有周期为0.5 s B. 此单摆的摆长约为2 m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰值将向左移动 D 4 素养发展 5 实验：用单摆测量重力加速度的大小 1. 实验步骤 (1) 让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆． (2) 把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示． 素养发展 素养发展 素养发展 素养发展 用单摆测定重力加速度的实验如图甲所示． (1) 组装单摆时，应在下列器材中选用________. A. 长度为 1 m 左右的细线 B. 长度为 30 cm 左右的细线 C. 直径为 1.8 cm 的塑料球 D. 直径为 1.8 cm 的铁球 5 【解析】摆长在1 m左右，摆球密度要大，则A、D正确，B、C错误． AD 素养发展 (2) 测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝______(用 L、n、t 表示)． 素养发展 (3) 下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.