第七章 第1讲 机械振动（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

　

简谐运动

1．定义：如果物体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，这样的振动叫作简谐运动．

2．描述

(1)回复力：指向平衡位置，与物体相对平衡位置的位移成正比且与位移方向相反，即F＝－kx．

 

回复力属于效果力，其来源可以是某一个力，也可以是某个力的分力或几个力的合力．

(2)位移表达式：x＝A_sin_(ωt＋φ)，物理学中把(ωt＋φ)叫做相位．

(3)振动图像

①从平衡位置开始计，则x＝A sin ωt，图像如图甲．

②从最大位移处开始计，则x＝A cos ωt，图像如图乙．

单摆

1．定义：细线的长度不可改变，细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与细线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫作单摆．

2．回复力：重力G沿圆弧切线方向的分力．

3．单摆做简谐运动的条件：摆角很小．

4．周期公式：T＝2π_．

 

单摆为简谐运动，摆球经过平衡位置时，回复力一定为零，但所受合外力不为零，此时合外力提供向心力．

受迫振动和共振

1．阻尼振动

振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动．

2．受迫振动

(1)定义：系统在驱动力作用下的振动叫作受迫振动．

(2)特点：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．

3．共振：当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值的现象．

 

生活实践·判一判

惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟．摆钟运行时克服摩擦所需能量由重锤的势能提供，运动的速率由钟摆控制．旋转钟摆下端的螺母可以使钟摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如图所示．

(1)摆锤的运动是简谐运动．(　　√　　)

(2)摆锤的运动是匀变速运动．(　　×　　)

(3)摆锤运动的周期与摆锤的质量成反比．(　　×　　)

(4)摆锤振动的固有频率随摆的增长而变大．(　　×　　)

教材深耕·练一练

[新教材人教版选择性必修第一册P38例题改编]如图，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．下列说法中正确的是(　　)

A．振子从B经O到C完成一次全振动

B．振动周期是1 s，振幅是10 cm

C．经过两次全振动，振子通过的路程是40 cm

D．从B开始经过2 s，振子通过的路程是40 cm

答案：B