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（多选版 新教材 新高考）
第七章 机械振动 机械波
考情分析 | 自主命题卷 | 全国卷 | |
2022·山东卷·T9，振动图像和波的图像 2022·辽宁卷·T3，波的图像 2022·湖南卷·T16(1)，简谐运动 2022·广东卷·T16(1)，简谐运动 2022·浙江1月选考·T6，简谐运动；T15，机械波 2022·浙江6月选考·T11，简谐运动；T16，机械波 2022·河北卷·T16(1)，振动图像 2021·广东卷·T16(1)，简谐运动 2021·湖南卷·T16(1)，振动图像、机械波 2021·河北卷·T16(1)，简谐运动 2021·浙江6月选考·T9，机械波 | 2022·全国甲卷·T34(1)，波的图像 2022·全国乙卷·T34(1)，机械波 2021·全国甲卷·T34(2)，简谐运动、机械波 2021·全国乙卷·T34(1)，波的图像 2020·全国Ⅰ卷·T34(1)，多普勒效应 2020·全国Ⅰ卷·T34(2)，波的干涉 2020·全国Ⅱ卷·T34(1)，单摆 2019·全国Ⅰ卷·T34(1)，振动图像和波的图像 2019·全国Ⅲ卷·T34(1)，波的干涉 | ||
2020·浙江7月选考·T17(2)，实验：用单摆测量重力加速度的大小 | － | ||
试题 | 生活实践类 | 共振筛、摆钟、地震波、多普勒彩超等 | |
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情境 |
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学习探究类 | 简谐运动的特征、单摆的周期与摆长的定量关系、用单摆测量重力加速度的大小，受迫振动的特点、共振的条件及其应用、波的干涉与衍射现象、多普勒效应 |
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(x-t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。
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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( )
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