第二章 机械振动 公式填空 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高二物理公式填空二 第2章 机械振动 班级： 姓名： 1．简谐运动 (1)定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向 的回复力作用下的振动。 (2)平衡位置：物体在振动过程中 的位置。 (3)回复力 ①定义：使物体返回到 的力。 ②方向：总是指向 。 ③来源：属于 ，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。 2.两种典型的简谐运动模型 弹簧振子(水平) 单摆 示意图 简谐运动 的条件 ①弹簧质量忽略不计； ②无摩擦等阻力； ③在弹性限度内 ①摆线为不可伸长的轻细线； ②无空气阻力； ③最大摆角θ≤5° 回复力 F回＝F弹＝ (x为形变量) F回＝ ≈－x(l为摆长，x是相对平衡位置的位移) 平衡位置 F回＝ ，a＝ ，弹簧处于原长 F回＝ ，a切＝ ，小球摆动的最低点 能量转化 关系 弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒 重力势能与动能的相互转化，机械能守恒 固有周期 T＝ ，与振幅无关 T＝ ，与振幅、摆球质量无关 3．受迫振动和共振 (1)受迫振动 系统在 作用下的振动。做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于 的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率) 。 (2)共振 做受迫振动的物体，它的驱动力的频率与固有频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到 ，这就是共振现象。共振曲线如图所示。 4.简谐运动的图象 1．根据简谐运动图象可获取的信息 (1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。 (2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移。 (3)某时刻质点速度的大小和方向： 分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。 (4)某时刻质点的回复力和加速度的方向： ， 回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向t轴。 (5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。 5.实验：用单摆测量重力加速度 一、实验设计 1.实验原理 当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T＝2π，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到g＝ 。因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。 2.实验器材 带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球、不易伸长的细线（约1米）、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺。 二、实验步骤 1.做单摆 取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的上端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。实验装置如图。 2.测摆长 用毫米刻度尺量出摆线长l′，用游标卡尺测出小钢球直径D，则单摆的摆长l＝ 。 3.测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度（小于5°），然后释放小球，记下单摆做全振动的总时间t，第一次经过平衡位置开始计第1次，共计n次，算出平均每一次全振动的时间为 ，即为单摆的振动周期。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值，取平均值作为测量结果。 4.改变摆长，重做几次实验。 高二物理公式填空二 第3章 机械振动 班级： 姓名： 1．简谐运动 (1)定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。 (2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。 (3)回复力 ①定义：使物体返回到平衡位置的力。 ②方向：总是指向平衡位置。 ③来源：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。 2.两种典型的简谐运动模型 弹簧振子(水平) 单摆 示意图 简谐运动 的条件 ①弹簧质量忽略不计； ②无摩擦等阻力； ③在弹性限度内 ①摆线为不可伸长的轻细线； ②无空气阻力； ③最大摆角θ≤10° 回复力 F回＝F弹＝－kx(x为形变量) F回＝－mgsinθ≈－x(l为摆长，x是相对平衡位置的位移) 平衡位置 F回＝0，a＝0，弹簧处于原长 F回＝0，a切＝0，小球摆动的最低点 能量转化 关系 弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒 重力势能与动能的相互转化，机械能守恒 固有周期 T＝2π，与振幅无关 T＝2π，与振幅、摆球质量无关 3．受迫振动和共振 (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，它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(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，它的驱动力的频率与固有频率越接近，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。共振曲线如图所示。 4. 简谐运动的图象 1．根据简谐运动图象可获取的信息 (1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。 (2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移。 (3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。 (4)某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向t轴。 (5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。 5.实验：用单摆测量重力加速度 一、实验设计 1.实验原理 当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T＝2π，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到g＝。因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。 2.实验器材 带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球、不易伸长的细线（约1米）、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺。 二、实验步骤 1.做单摆 取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的上端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。实验装置如图。 2.测摆长 用毫米刻度尺量出摆线长l′，用游标卡尺测出小钢球直径D，则单摆的摆长l＝l′＋。 3.测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度（小于5°），然后释放小球，记下单摆做全振动的总时间t，第一次经过平衡位置开始计第1次，共计n次，算出平均每一次全振动的时间为 4.改变摆长，重做几次实验。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $