第12章 机械振动 机械波-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（新教材版 新高考 江苏专用）

第五编 XUAN☑X指X)YGE 选择性必修第一册 第十二章机械振动 机械波 第1讲 机械振动 W0.1课前基础落实一 在情境迁移中理清“物理观念” 一、简谐运动 二、简谐运动的公式和图像 1.简谐运动 : 1.表达式 (1)简谐运动的定义：如果质点的位移与时间的关 动力学 F ,其中“一”表示回复力与位移的 系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(r 表达式 方向相反 图像)是一条 ,这样的振动就是简 ,其中A代表振 谐运动。 运动学 幅，，=2π∫代表简谐运动振动的快慢，十 (2)平衡位置：物体在振动过程中 为零的位置。 表达式 代表简谐运动的相位，叫作 (3)回复力 质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小 2.振动图像 定义 成 ,并且总是指向 : (1)从 开始计时，振动表达式为x= 表达式F Asin ot,图像如图甲所示。 是 ,不是性质力：可以由某一个力提 (2)从 处开始计时，振动表达式为 来源 供，也可以由几个力的 或某个力的 x=Acos wt,图像如图乙所示。 提供 2.两种模型 (1)弹簧振子 ①水平方向：如图甲所示，回复力由弹簧的弹力提供。 三、受迫振动和共振 ②竖直方向：如图乙所示，回复力由重力和弹簧 1.受迫振动 弹力的合力提供。 定义系统在周期性 作用下的振动 物体做受迫振动的周期（或频率）等于 39p 特点 的周期（或颜率），与物体的固有周期（或频 甲 率) (2)单摆：如图所示，在细线的一端拴 2.共振 个小球，另一端固定在悬点上，如果 (1)定义：做受迫振动的物体受到的驱动力的频 细线的长度不可改变，细线的质量与 率与其固有频率越接近，其振幅就 小球相比可以忽略，球的直径比摆线短得 当二者 时，振幅达到最大，这就是共 多，这样的装置叫作单摆。 振现象。 273 新高考方案·高三总复习物理|XIN GAO KAO FANG AN (2)共振曲线：如图所示。 :(2)周期、顺率是表征物体做简谐运动快慢程度的物 理量。 () (3)振幅等于振子运动轨迹的长度。 () (4)简谐运动的回复力可以是恒力。 (5)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。 () 微点判断 (6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。() (1)简谐运动是匀变速运动 )!(7)物体做受迫振动时，其振动频率与固有颜率无关。() WO.2课堂提能学案 在多彩学法中精准“扶弱补短” (一)简谐运动的规律及应用 考法（一） 简谐运动的规律 A.在0至0.02s内，质点的速度与加速度方 受力 回复力F=一kx,F(或a)的大小与x的大小 向始终相同 特征 成正比，方向相反 B.在0.02s时，质点具有沿x轴正方向的最 运动 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，增大：远离 大加速度 特征 平衡位置时，a,F,x都增大，v减小 C.在0.035s时，质点的速度方向与加速度方 能量 振幅越大，能量越大。在运动过程中，系统的 特征 动能和势能相互转化，机械能守恒 向均沿x轴正方向 质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做 D.在0.04s时，质点所受回复力最大，速度方 周期性 周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期 向沿x轴负方向 特征 T:动能和势能也随时间做周期性变化，其变 考法（二）简谐运动的两种模型 化调期为5 模型 弹簧振子（水平） 单摆 对称性关于平衡位置O对称的两点，速度的大小，动 r 特征能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等 图 [多维训练] 1.[简谐运动的理解]关于简谐运动以及完成一次： ①摆线为不可伸缩的轻 简谐 ①弹簧质量要忽略 细线 全振动的意义，以下说法正确的是 () 运动 ②无摩擦力等阻力 条件 ③在弹簧弹性限度内 ②无空气阻力等阻力 A.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速 ③最大摆角小于等于5 度的方向相同 回复 摆球重力沿与摆线垂直 B.动能或势能第一次恢复为原来的大小所经 力 弹簧的弹力提供 方向（即切向）的分力 历的过程为一次全振动 平衡 位置 弹簧处于原长处 最低点 C.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大 小和方向所经历的过程为一次全振动 周期 与振幅无关 T=2xN8 D.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方 能量 弹性势能与动能的相重力势能与动能的相互 向与位移的方向相同：背离平衡位置时，速 转化 互转化，机械能守恒 转化，机械能守恒 度方向与位移方向相反 2.[简谐运动中各物理量的分析]一质点做简谐运动 [注意]单摆周期公式T=2√的两点说明： 的振动方程是x=2sim(50x+受cm,则( :(1)l为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离。 :(2)g为当地重力加速度。 27④ XIN GAO KAO FANG AN第十二章机械振动机械波 [多维训练] A从图示位置由静止释放(0