专题12 第1课时 机械振动(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

该高中物理高考复习课件聚焦“机械振动与机械波”专题，覆盖简谐运动、单摆、受迫振动与共振等高考核心考点。结合真题大数据（如2025广西卷波的图像与振动结合题、2024天津卷周期性多解性题）分析高频考点，梳理核心知识（如简谐运动表达式、单摆周期公式）并归纳图像分析、周期计算等常考题型，对接高考评价体系，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题实战训练（如即学即练2025广东卷多普勒效应题）和科学思维培养，通过简谐运动图像速度方向判断（依据x-t图像位移变化推理）、单摆周期分段计算（含钉子时摆长变化用T=2π√(l/g)分段求和）等典型题型解析，帮助学生掌握答题技巧。教师可利用考频数据与素养导向设计，提升复习教学效率。

零起点考大学 物 理 1 专题十一 机械振动与机械波 第一课时 机械振动 2 真题大数据 考点 核心知识 考频 年份与卷别 简谐运动 简谐运动 8 2025：江苏卷、甘肃卷、上海卷 2024：全国甲卷、海南卷、浙江1月卷、福建卷、贵州卷 单摆、弹簧振子 10 2025：河北卷、湖北卷、安徽卷、四川卷 2024：北京卷、河北卷、湖南卷、黑吉辽卷、甘肃卷 2023：上海卷 受迫振动、共振 2 2025：广东卷、四川卷 机械波 波长、波速、频率及其关系 12 2025：山东卷、浙江1月卷、福建卷、河南卷、云南卷 2024：海南卷、湖南卷、江西卷、贵州卷 2023：新课标卷、湖南卷、福建卷 波形图 11 2025：北京卷、山东卷、浙江1月卷、湖南卷 2024：全国甲卷、广东卷 2023：全国甲卷、北京卷、天津卷、福建卷、重庆卷 真题大数据 考点 核心知识 考频 年份与卷别 波的图像与振动图像的综合 波的图像与振动图像的综合 8 2025：广西卷、陕晋青宁卷 2024：天津卷、重庆卷 2023：全国乙卷、山东卷、湖北卷、上海卷 波的周期性和多解性的问题 波的周期性和多解性的问题 4 2025：海南卷 2023：山东卷、湖北卷、上海卷 波的衍射、干涉和多普勒效应 波的衍射 2 2025：四川卷 2024：北京卷 波的干涉 13 2025：浙江1月卷、广西卷、云南卷 2024：山东卷、浙江1月卷、浙江6月卷、江西卷、安徽卷 2023：全国甲卷、浙江1月卷、浙江6月卷、湖南卷、辽宁卷 多普勒效应 5 2025：广东卷、上海卷 2023：浙江6月卷、广东卷、辽宁卷 机械振动 简谐运动 一 单摆 二 受迫振动及共振 三 考点1：机械振动 1.简谐运动 （1）概念:质点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)是一条正弦曲线的振动。 （2）简谐运动的表达式: ①动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。 ②运动学表达式：x＝Asin (ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫作初相位。 简谐运动 考点1：机械振动 （3）回复力： ①定义：使物体返回到平衡位置的力。 ②方向：时刻指向平衡位置。 ③属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，是振动物体所受的沿振动方向的合力。 （4）描述简谐运动的物理量 振幅：振动质点离开平衡位置的最大距离。描述振动的强弱和能量。 周期：振动物体完成一次全振动所需时间。描述振动的快慢。 频率：振动物体单位时间内完成全振动的次数。描述振动的快慢。 周期和频率两者互为倒数：。 相位：ωt＋φ，描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。 考点1：机械振动 （5）对简谐运动的理解 ①受力特点：回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反。 ②运动特点：靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大； 远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小。 ③能量：振幅越大，能量越大。在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒周期性做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 考点1：机械振动 ④对称性： a.如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等 b.物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用的时间，即tPO＝tOP′ c.物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO d.相隔或 (n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反 考点1：机械振动 2.单摆 （1）定义： 在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量都不计，球的直径比线的长度短得多，这样的装置叫作单摆。 （2）单摆的简谐运动特性： ①视为简谐运动的条件：θ＜5°。 ②回复力：。 ③周期公式：。 ④单摆的等时性：振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子(小球)质量没有关系。 简谐运动 考点1：机械振动 受迫振动和共振 3.受迫振动及共振 （1）受迫振动： 系统在驱动力作用下的振动。做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于驱动力周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关。 （2）共振： 做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象。共振曲线如右图所示。 A 即学即练 1.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A.t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 B.t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处 C.t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同 D.t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小 【解析】从t＝0.8 s时起，再过一段微小时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t＝0.8 s时，速度方向向左，A正确；由题图乙得振子的位移，故t＝0.2 s时，，故B错误；t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的位移方向相反，由知，加速度方向相反，C错误；t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D错误。 知识拓展 （1）简谐运动的图像。 横轴：表示振动时间 纵轴：表示某时刻质点的位移 物理意义：表示振动质点的位移随时间的变化规律 （2）振动图像的信息。 ①由图像可以看出振幅、周期。 ②可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。 ③可以根据图像确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。 知识拓展 ③可以根据图像确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。 a.回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图像上总是指向t轴。 b.速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，若下一时刻位移增大，振动质点的速度方向就是远离t轴，若下一时刻位移减小，振动质点的速度方向就是指向t轴。 2.如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点的正下方的O′点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则此单摆的周期是（ ） A. B. C. D. D 即学即练 【解析】根据，该单摆有周期摆长为L，周期摆长为，故T＝＝，故D正确。 3.（2025广东卷）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（ ） Ａ．系统的固有频率与驱动力频率有关 Ｂ．只要驱动力足够大，共振就能发生 Ｃ．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 Ｄ．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 C 即学即练 【解析】系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，Ａ错误；只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，Ｂ错误；根据多普勒效应可知观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率小，观察者与波源相互靠近时，接收到的波的频率比波源的频率大，所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度，Ｃ正确，Ｄ错误。故选Ｃ。 $