第七章 第1课时 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（单选版 新教材 新高考）

第七章　机械振动　机械波

第❶课时　机械振动

一、简谐运动

1．概念：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(xt图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。

2．回复力：指向平衡位置，与相对平衡位置的位移成正比，方向与位移方向相反，即F＝－kx，其中“－”表示F与x反向。

3．平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。

4．物理量

(1)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离。

(2)周期T：振动物体完成一次全振动所需要的时间。

(3)频率f：振动物体完成全振动的次数与所用时间之比。

二、简谐运动的公式和图像

1．位移表达式：x＝A sin (ωt＋φ)，式中(ωt＋φ)是相位，φ是初相位(或初相)。

2．振动图像

三、单摆

1．构成：细线的长度不可改变，细线的质量和小球相比可以忽略，球的直径和细线的长度相比可以忽略，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．运动规律：摆角很小时，单摆的振动可近似视为简谐运动。

4．周期：T＝2π。

四、受迫振动和共振

1．阻尼振动：振幅随时间逐渐减小的振动。

2．受迫振动

(1)定义：系统在驱动力作用下的振动。

(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系统的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值的现象。

摆钟运行时克服摩擦所需的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)摆锤运动的周期与小球的质量成反比。(　　×　　)

(4)摆锤振动是受迫振动。(　　√　　)

(5)摆锤振动的固有频率随摆的增长而变大。(　　×　　)

(6)摆锤通过最低点时回复力为零，动能最大。(　　√　　)

某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是(　　)

A．在任意4 s内，振子的路程为20 cm

B．在任意4 s内，振子完成2次全振动

C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值