2024届高三物理一轮复习课件：第一节 简谐运动

第一节 简谐运动 第二章 机械振动 1.认识简谐振动 机械振动：物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。简称为振动。 平衡位置: 物体静止时所处的位置(合力为零的位置)。 特点：有一个平衡位置和具有对称性、周期性。 1.认识简谐振动 【例1】判断下列物体的运动是否是机械振动： 小球在竖直面内的摆动 小球在水平面内的摆动 小球在桌面上的反弹 小球在竖直弹簧作用下上下运动 小球在水平弹簧作用下左右运动 小球在光滑槽上滚动 1.认识简谐振动 弹簧振子：小球和弹簧所组成的系统。小球称简称振子。 理性化模型：（1）不计阻力 （2）弹簧的质量与小球相比可以忽略 水平方向振动的弹簧振子 竖直方向振动的弹簧振子 1.认识简谐振动 【问题1—三维设计P41】如图所示为弹簧振子的模型，O点为振子的平衡位置，A、O间和B、O间距离都是x，弹簧振子振动系数为k。 (1)当振子在A点时所受弹簧的弹力方向如何？大小是多少？在B点呢？ (2)弹力的作用是什么？ (3)弹力的大小与位移是什么关系？ 1.认识简谐振动 回复力：使振子回到平衡位置的力。 回复力特点：按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。 回复力来源：振动方向上的合外力 简谐振动：物体在跟平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动. O A B 𝒙 O A B 弹簧振子： 1.认识简谐振动 回复力：使振子回到平衡位置的力。 回复力特点：按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。 回复力来源：振动方向上的合外力 O A B 𝒙 弹簧振子： 1.认识简谐振动 弹簧振子的位移—时间图象 坐标原点O:平衡位置 纵坐标:振子偏离平衡位置的位移 横坐标振动时间 规定在O点右边时位移为正，左边时位移为负。 匀速拉动 1.认识简谐振动 简谐运动：振子的位移—时间函数为正弦或者余弦函数 一次全振动：振子经历 B→O→B'→O→B路径的一个完整振动. 振动的振幅：物体振动时离开平衡位置的最大距离，用A表示. 振动的周期：物体完成一次全振动所需要的时间，用T表示 振动的频率：物体在一段时间内全振动的次数与所用时间之比，用f 表示. 周期和频率的关系为： 1.认识简谐振动 【例3】图甲为一弹簧振子的振动图像，规定向右的方向为正方向，试根据图像完成以下问题： (1)振子的振幅、周期和频率？ (2)图乙中找图甲中t＝0、1s、2s、3s、4s时刻对应振动过程中位置？ (3)在t＝1 s与t＝3 s振子的速度的方向相同？ (4)振子在前4 s内的位移大小和路程分别是多少？ 图乙 图甲 2.简谐运动的能量特征 B O B’ B O B’ 位移 大小 速度 大小 方向 大小 动能 回复力 大小 势能 大小 方向 机械能 大小 加速度 大小 方向 大小选填“最大”“0”或者“不变” 方向选填“向右”或者“向左” 最大 不变 最大 最大 最大 不变 不变 最大 最大 最大 最大 最大 最大 向左 向右 向左 向右 向左 向右 2.简谐运动的能量特征 1.x-t图线是位移随时间变化的图象，不是轨迹。 2.正、余弦曲线决定于t=0时刻的选择。 2.简谐运动的能量特征 （1）确定质点任意时刻的位移 （2）确定速度的大小和方向 （3）确定振动振幅和周期 振子的位移—时间图像 （4）确定质点加速度的大小和方向 2.简谐运动的能量特征 【例4】某物体做简谐运动的图像如图所示，在0～1.5s范围内回答下列问题。 （1）哪些时刻物体的回复力与0.4 s时的回复力相同? （2）哪些时刻物体的速度与0.4s时的速度相同? （3）哪些时刻的动能与0.4 s时的动能相同? （4）哪段时间的加速度在减小? （5）哪段时间的势能在增大? 2.简谐运动的能量特征 【例5—课本P64】振子以点O为平衡位置在B，C两点之间做简谐运动，B，C相距20 cm. 某时刻振子处于点 B，经过0.5s，振子首次到达点C.求; （1）振子振动的振幅、周期和频率. （2）振子在5s 内通过的路程及位移大小. （3）振子在点B的加速度大小与在点P（与点O相距4 cm）的加速度大小比值 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.75 $$