《高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 振動(dòng)和波 光 相對(duì)論（選修3-4） 第34講 機(jī)械振動(dòng)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 振動(dòng)和波 光 相對(duì)論（選修3-4） 第34講 機(jī)械振動(dòng)課件（52頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、振 動(dòng) 和 波 光 相 對(duì) 論 (選 修 3 4)第 十 二 章 第 34講 機(jī) 械 振 動(dòng) 考 綱 要 求 考 情 分 析 命 題 趨 勢(shì)1 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 2 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 公 式和 圖 象 3 單 擺 、 周 期 公 式4 受 迫 振 動(dòng) 和 共 振 2016北 京 卷 ， 152015山 東 卷 ， 38(1)2014安 徽 卷 ， 142014浙 江 卷 ， 172013上 海 卷 ， 42012重 慶 卷 ， 14 高 考 對(duì) 本 部 分 知 識(shí) 的 考 查 主要 以 選 擇 題 的 形 式 出 現(xiàn) ， 但有 時(shí) 也 會(huì) 以 計(jì) 算 題 的 形 式 考查 選 擇 題 往 往
2、借 助 圖 象 綜合 考 查 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 特 點(diǎn) 、 簡(jiǎn)諧 運(yùn) 動(dòng) 的 公 式 、 規(guī) 律 ； 計(jì) 算題 主 要 考 查 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 受 力特 點(diǎn) 和 運(yùn) 動(dòng) 特 點(diǎn) 學(xué) 習(xí) 中 要注 意 掌 握 彈 簧 振 子 、 單 擺 的運(yùn) 動(dòng) 特 點(diǎn) 、 公 式 、 圖 象 ， 并能 與 實(shí) 際 相 結(jié) 合 解 決 相 關(guān) 實(shí)際 問(wèn) 題 . 欄 目 導(dǎo) 航 板 塊 一板 塊 二板 塊 三 板 塊 四 1 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) (1)定 義 ： 物 體 在 跟 位 移 大 小 成 正 比 并 且 總 是 指 向_的 回 復(fù) 力 作 用 下 的 振 動(dòng) (2)平 衡 位 置 ： 物 體 在 振
3、動(dòng) 過(guò) 程 中 _為 零 的 位 置 考 點(diǎn) 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 受 迫 振 動(dòng)平 衡 位 置 回 復(fù) 力 (3)回 復(fù) 力 定 義 ： 使 物 體 返 回 到 _的 力 方 向 ： 總 是 指 向 _ 來(lái) 源 ： 屬 于 _力 ， 可 以 是 某 一 個(gè) 力 ， 也 可 以 是 幾 個(gè) 力 的 _或某 個(gè) 力 的 _ (4)簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 兩 種 模 型 彈 簧 振 子 單 擺平 衡 位 置 平 衡 位 置 效 果 合 力 分 力 2 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 公 式 和 圖 象 (1)簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 表 達(dá) 式 動(dòng) 力 學(xué) 表 達(dá) 式 ： F _， 其 中 “ ” 表 示 回 復(fù) 力 與 位
4、 移 的 方 向 相反 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 表 達(dá) 式 ： x _， 其 中 A代 表 振 幅 ， 2f 表 示 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 快 慢 ， (t )代 表 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 相 位 ， 叫 做 _ kx Asin(t ) 初 相 (2)簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 圖 象 從 _開 始 計(jì) 時(shí) ， 函 數(shù) 表 達(dá) 式 為 x Asin t， 圖 象 如 圖 甲 所示 從 _處 開 始 計(jì) 時(shí) ， 函 數(shù) 表 達(dá) 式 為 x Acos t， 圖 象 如 圖 乙所 示 平 衡 位 置 最 大 位 移 3 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 (1)對(duì) 稱 規(guī) 律 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 物 體 ， 在 關(guān) 于
5、 平 衡 位 置 對(duì) 稱 的 兩 點(diǎn) ， 回 復(fù) 力 、位 移 、 加 速 度 具 有 等 大 反 向 的 關(guān) 系 ， 另 外 速 度 的 大 小 、 動(dòng) 能具 有 _， 速 度 的 方 向 可 能 _或 _ 振 動(dòng) 物 體 來(lái) 回 通 過(guò) 相 同 的 兩 點(diǎn) 間 的 時(shí) 間 相 等 ， 如 tBC tCB；振 動(dòng) 物 體 經(jīng) 過(guò) 關(guān) 于 平 衡 位 置 對(duì) 稱 的 等 長(zhǎng) 的 兩 線 段 的 時(shí) 間 相 等 ，如 tBC_tB C ， 如 圖 所 示 (2)運(yùn) 動(dòng) 的 周 期 性 特 征 相 隔 T或 nT的 兩 個(gè) 時(shí) 刻 振 動(dòng) 物 體 處 于 同 一 位 置 且 振 動(dòng) 狀 態(tài) 相同
6、對(duì) 稱 性 相 同 相 反 4 受 迫 振 動(dòng) 和 共 振 (1)受 迫 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 在 _作 用 下 的 振 動(dòng) 做 受 迫 振 動(dòng) 的 物 體 ， 它 做受 迫 振 動(dòng) 的 周 期 (或 頻 率 )等 于 _的 周 期 (或 頻 率 )， 而與 物 體 的 固 有 周 期 (或 頻 率 ) _ (2)共 振 做 受 迫 振 動(dòng) 的 物 體 ， 它 的 驅(qū) 動(dòng) 力 的 頻 率與 固 有 頻 率 越 接 近 ， 其 振 幅 就 越 大 ， 當(dāng)二 者 _時(shí) ， 振 幅 達(dá) 到 最 大 ， 這 就 是共 振 現(xiàn) 象 共 振 曲 線 如 圖 所 示 驅(qū) 動(dòng) 力 驅(qū) 動(dòng) 力 無(wú) 關(guān) 相 等 1 判
7、 斷 正 誤 (1)簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 是 勻 變 速 運(yùn) 動(dòng) ( ) (2)簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 平 衡 位 置 就 是 質(zhì) 點(diǎn) 所 受 合 力 為 零 的 位 置 ( ) (3)做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 質(zhì) 點(diǎn) 先 后 通 過(guò) 同 一 點(diǎn) ， 回 復(fù) 力 、 速 度 、 加速 度 、 位 移 都 是 相 同 的 ( ) (4)做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 質(zhì) 點(diǎn) ， 速 度 增 大 時(shí) ， 其 加 速 度 一 定 減 小 ( ) (5)周 期 、 頻 率 是 表 征 物 體 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 快 慢 程 度 的 物 理 量 ( ) (6)振 幅 等 于 振 子 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 的 長(zhǎng) 度 ( ) (7)單
8、 擺 在 任 何 情 況 下 的 運(yùn) 動(dòng) 都 是 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) ( ) (8)物 體 做 受 迫 振 動(dòng) 時(shí) ， 其 振 動(dòng) 頻 率 與 固 有 頻 率 無(wú) 關(guān) ( ) (9)簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 圖 象 描 述 的 是 振 動(dòng) 質(zhì) 點(diǎn) 的 軌 跡 ( ) 2 (振動(dòng)圖象)一 個(gè) 彈 簧 振 子 沿 x軸 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) ， 取 平 衡 位 置O為 x軸 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) 從 某 時(shí) 刻 開 始 計(jì) 時(shí) ， 經(jīng) 過(guò) 四 分 之 一 周 期 ，振 子 具 有 沿 x軸 正 方 向 的 最 大 加 速 度 能 正 確 反 映 振 子 位 移 x與 時(shí) 間 t關(guān) 系 的 圖 象 是 ( ) A 3
9、 (共振)在 實(shí) 驗(yàn) 室 可 以 做 “ 聲 波 碎 杯 ” 的 實(shí) 驗(yàn) ， 用 手 指 輕彈 一 只 玻 璃 酒 杯 ， 可 以 聽 到 清 脆 的 聲 音 ， 測(cè) 得 這 聲 音 的 頻 率為 500 Hz.將 這 只 酒 杯 放 在 一 個(gè) 大 功 率 的 聲 波 發(fā) 生 器 前 ， 操作 人 員 通 過(guò) 調(diào) 整 其 發(fā) 出 的 聲 波 ， 就 能 使 酒 杯 碎 掉 下 列 說(shuō) 法中 正 確 的 是 ( ) A 操 作 人 員 必 須 把 聲 波 發(fā) 生 器 輸 出 的 功 率 調(diào) 到 很 大 B 操 作 人 員 必 須 使 聲 波 發(fā) 生 器 發(fā) 出 頻 率 很 高 的 超 聲 波
10、C 操 作 人 員 必 須 同 時(shí) 增 大 聲 波 發(fā) 生 器 發(fā) 出 聲 波 的 頻 率 和 功率 D 操 作 人 員 必 須 將 聲 波 發(fā) 生 器 發(fā) 出 的 聲 波 頻 率 調(diào) 到 500 Hz，且 適 當(dāng) 增 大 其 輸 出 功 率D 1 動(dòng) 力 學(xué) 特 征 F kx， “ ” 表 示 回 復(fù) 力 的 方 向 與 位 移 方 向 相 反 ， k是 比例 系 數(shù) ， 不 一 定 是 彈 簧 的 勁 度 系 數(shù) 2 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 特 征 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 加 速 度 與 物 體 偏 離 平 衡 位 置 的 位 移 成 正 比 而 方 向相 反 ， 為 變 加 速 運(yùn) 動(dòng) ， 遠(yuǎn) 離 平
11、衡 位 置 時(shí) ， x、 F、 a、 Ep均 增大 ， v、 Ek均 減 小 ， 靠 近 平 衡 位 置 時(shí) 則 相 反 一 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 五 個(gè) 特 征 3 運(yùn) 動(dòng) 的 周 期 性 特 征 相 隔 T或 nT的 兩 個(gè) 時(shí) 刻 振 子 處 于 同 一 位 置 且 振 動(dòng) 狀 態(tài) 相 同 5 能 量 特 征 振 動(dòng) 的 能 量 包 括 動(dòng) 能 Ek和 勢(shì) 能 Ep， 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 過(guò) 程 中 ， 系 統(tǒng) 動(dòng)能 與 勢(shì) 能 相 互 轉(zhuǎn) 化 ， 系 統(tǒng) 的 機(jī) 械 能 守 恒 分 析 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 技 巧 (1)分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況時(shí)，一定要以位移為橋梁，位移增大時(shí)，振動(dòng)
12、質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢(shì)能均增大，速度、動(dòng)能均減??；反之，則產(chǎn)生相反的變化另外，各矢量均在其值為零時(shí)改變方向 (2)分析過(guò)程中要特別注意簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性 AD 1 根 據(jù) 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 圖 象 可 獲 取 的 信 息 (1)振 幅 A、 周 期 T(或 頻 率 f)和 初 相 位 (如 圖 所 示 )二 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 的 圖 象 (2)某 時(shí) 刻 振 動(dòng) 質(zhì) 點(diǎn) 離 開 平 衡 位 置 的 位 移 (3)某 時(shí) 刻 質(zhì) 點(diǎn) 速 度 的 大 小 和 方 向 ： 曲 線 上 各 點(diǎn) 切 線 的 斜 率的 大 小 和 正 負(fù) 分 別 表 示 各 時(shí) 刻 質(zhì) 點(diǎn) 的 速 度 的 大 小 和
13、 速 度 的 方向 ， 速 度 的 方 向 也 可 根 據(jù) 下 一 時(shí) 刻 物 體 的 位 移 的 變 化 來(lái) 確定 (4)某 時(shí) 刻 質(zhì) 點(diǎn) 的 回 復(fù) 力 和 加 速 度 的 方 向 ： 回 復(fù) 力 總 是 指 向平 衡 位 置 ， 回 復(fù) 力 和 加 速 度 的 方 向 相 同 ， 在 圖 象 上 總 是 指 向t軸 (5)某 段 時(shí) 間 內(nèi) 質(zhì) 點(diǎn) 的 位 移 、 回 復(fù) 力 、 加 速 度 、 速 度 、 動(dòng) 能和 勢(shì) 能 的 變 化 情 況 例 2一 質(zhì) 點(diǎn) 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) ， 其 位 移 和 時(shí) 間的 關(guān) 系 如 圖 所 示 (1)求 t 0.25 10 2 s時(shí) 質(zhì) 點(diǎn) 的
14、 位 移 ； (2)在 t 1.5 10 2 s到 t 2 10 2 s的 振動(dòng) 過(guò) 程 中 ， 質(zhì) 點(diǎn) 的 位 移 、 回 復(fù) 力 、 速 度 、動(dòng) 能 、 勢(shì) 能 如 何 變 化 ？ (3)在 t 0到 t 8.5 10 2 s時(shí) 間 內(nèi) ， 質(zhì) 點(diǎn)的 路 程 、 位 移 各 多 大 ？ 思 維 導(dǎo) 引 (1)看下一時(shí)刻位移增加，速度遠(yuǎn)離時(shí)間軸，向正方向運(yùn)動(dòng)，否則向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)加速度方向永遠(yuǎn)指向時(shí)間軸，指向平衡位置 (2)先增大，后減小，圖象上斜率表示速度 三 單 擺 及 其 周 期 公 式 例 3如 圖 甲 是 一 個(gè) 單 擺 振 動(dòng) 的 情 形 ， O是 它 的 平 衡 位 置 ， B、
15、C是 擺 球 所 能 到 達(dá) 的 最 遠(yuǎn) 位 置 設(shè) 向 右 為 正 方 向 圖 乙 是 這個(gè) 單 擺 的 振 動(dòng) 圖 象 根 據(jù) 圖 象 回 答 ： (1)單 擺 振 動(dòng) 的 頻 率 是 多 大 ？ (2)開 始 時(shí) 擺 球 在 何 位 置 ？ (3)若 當(dāng) 地 的 重 力 加 速 度 為 10 m/s 2， 試 求 擺 長(zhǎng) 1 自 由 振 動(dòng) 、 受 迫 振 動(dòng) 和 共 振 的 比 較四 受 迫 振 動(dòng) 和 共 振振 動(dòng)項(xiàng) 目 自 由 振 動(dòng) 受 迫 振 動(dòng) 共 振受 力 情 況 僅 受 回 復(fù) 力 受 驅(qū) 動(dòng) 力 作 用 受 驅(qū) 動(dòng) 力 作 用振 動(dòng) 周 期或 頻 率 由 系 統(tǒng) 本 身
16、 性 質(zhì)決 定 ， 即 固 有 周期 T 0或 固 有 頻 率 f0 由 驅(qū) 動(dòng) 力 的 周 期或 頻 率 決 定 ， 即 T T驅(qū) 或 f f驅(qū) T驅(qū) T0或 f驅(qū) f0振 動(dòng) 能 量 振 動(dòng) 物 體 的 機(jī) 械能 不 變 由 產(chǎn) 生 驅(qū) 動(dòng) 力 的物 體 提 供 振 動(dòng) 物 體 獲 得 的能 量 最 大常 見 例 子 彈 簧 振 子 或 單 擺( 5 ) 機(jī) 械 工 作 時(shí) 底 座發(fā) 生 的 振 動(dòng) 共 振 篩 、 聲 音 的共 鳴 等 2 對(duì) 共 振 的 理 解 (1)共 振 曲 線 ： 如 圖 所 示 ， 橫 坐 標(biāo) 為 驅(qū) 動(dòng) 力 頻 率 f， 縱 坐 標(biāo) 為振 幅 A.它 直 觀
17、地 反 映 了 驅(qū) 動(dòng) 力 頻 率 對(duì) 某 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 受 迫 振 動(dòng) 振幅 的 影 響 ， 由 圖 可 知 ， f與 f0越 接 近 ， 振 幅 A越 大 ； 當(dāng) f f0時(shí) ，振 幅 A最 大 (2)受 迫 振 動(dòng) 中 系 統(tǒng) 能 量 的 轉(zhuǎn) 化 ： 受 迫 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 機(jī) 械 能 不 守恒 ， 系 統(tǒng) 與 外 界 時(shí) 刻 進(jìn) 行 能 量 交 換 1無(wú)論發(fā)生共振與否，受迫振動(dòng)的頻率都等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，但只有發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)振幅才能達(dá)到最大 2受迫振動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化不再只有系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，還有驅(qū)動(dòng)力對(duì)系統(tǒng)做正功補(bǔ)償系統(tǒng)因克服阻力而損失的機(jī)械能 例 4(多選)如 圖 所 示
18、是 一 個(gè) 單 擺 做 受 迫 振 動(dòng) 時(shí) 的 共 振 曲 線 ，表 示 振 幅 A與 驅(qū) 動(dòng) 力 的 頻 率 f的 關(guān) 系 下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 ( ) A 擺 長(zhǎng) 約 為 10 cm B 擺 長(zhǎng) 約 為 1 m C 若 增 大 擺 長(zhǎng) ， 共 振 曲 線 的 “ 峰 ” 將 向 右 移 動(dòng) D 若 增 大 擺 長(zhǎng) ， 共 振 曲 線 的 “ 峰 ” 將 向 左 移 動(dòng) 解 析 ：根據(jù)圖象可看出單擺的固有頻率為0.5 Hz，即周期為2 s. 根據(jù)周期公式很容易算出擺長(zhǎng)約為1 m，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；若增大擺長(zhǎng)，單擺周期將變長(zhǎng)，固有頻率變小，所以共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)，選項(xiàng)
19、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確BD D 2(多選)甲 、 乙 兩 彈 簧 振 子 的 振 動(dòng) 圖 象 如 圖 所 示 ， 則 可 知 ( ) A 兩 彈 簧 振 子 完 全 相 同 B 兩 彈 簧 振 子 所 受 回 復(fù) 力 最 大 值 之 比 F甲 F乙 2 1 C 振 子 甲 速 度 為 零 時(shí) ， 振 子 乙 速 度 最 大 D 兩 振 子 的 振 動(dòng) 頻 率 之 比 f 甲 f乙 2 1 E 振 子 乙 速 度 為 最 大 時(shí) ， 振 子 甲 速 度 不 一 定 為 零 CE 解 析 ：從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲 T乙2 1，則頻率之比f(wàn)甲 f乙1 2，D錯(cuò)誤；彈簧振子周期與振子質(zhì)量
20、、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說(shuō)明兩彈簧振子不同，A錯(cuò)誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復(fù)力(Fkx)的最大值之比F甲 F乙不一定為2 1，B錯(cuò)誤，由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速度最大，在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，C正確；當(dāng)振子乙到達(dá)平衡位置時(shí)，振子甲有兩個(gè)可能的位置，一個(gè)是最大位移處，一個(gè)是平衡位置，E正確 3如 圖 甲 所 示 ， 彈 簧 振 子 以 O點(diǎn) 為 平 衡 位 置 ， 在 A、 B兩 點(diǎn)之 間 做 簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) 取 向 右 為 正 方 向 ， 振 子 的 位
21、移 x隨 時(shí) 間 t的變 化 圖 象 如 圖 乙 所 示 ， 下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 ( ) A t 0.8 s時(shí) ， 振 子 的 速 度 方 向 向 左 B t 0.2 s時(shí) ， 振 子 在 O點(diǎn) 右 側(cè) 6 cm處 C t 0.4 s和 t 1.2 s時(shí) ， 振 子 的 加 速 度 完 全 相 同 D t 0.4 s到 t 0.8 s的 時(shí) 間 內(nèi) ， 振 子 的 速 度 逐 漸 減 小A 4(2017浙江嘉興質(zhì)檢)彈 簧 振 子 以 O點(diǎn) 為 平 衡 位 置 ， 在 B、 C兩 點(diǎn) 間 做簡(jiǎn) 諧 運(yùn) 動(dòng) ， 在 t 0時(shí) 刻 ， 振 子 從 O、 B間 的 P點(diǎn) 以 速 度 v向
22、 B點(diǎn) 運(yùn) 動(dòng) ； 在 t0.20 s時(shí) 刻 ， 振 子 速 度 第 一 次 變 為 v； 在 t 0.50 s時(shí) 刻 ， 振 子 速 度 第 二次 變 為 v. (1)求 彈 簧 振 子 的 振 動(dòng) 周 期 T； (2)若 B、 C之 間 的 距 離 為 25 cm， 求 振 子 在 4.0 s內(nèi) 通 過(guò) 的 路 程 ； (3)若 B、 C之 間 的 距 離 為 25 cm， 從 平 衡 位 置 開 始 計(jì) 時(shí) ， 寫 出 彈 簧 振 子 位移 表 達(dá) 式 ， 并 畫 出 彈 簧 振 子 的 振 動(dòng) 圖 象 解 析 ： (1)畫出彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示由對(duì)稱性可得T0.5 2 s1.
23、0 s 答 案 ： (1)1 s (2)200 cm (3)x 12.5 sin 2t(cm) 圖 象 見 解 析 圖 例 1(2016山東臨沂檢測(cè)6分)某 彈 簧 振 子 的 振 動(dòng) 圖 象 如 圖 所 示 根 據(jù)圖 象 判 斷 ， 下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 ( ) A 第 1 s內(nèi) 振 子 相 對(duì) 于 平 衡 位 置 的 位 移 與 速 度 方 向 相 反 B 第 2 s末 振 子 相 對(duì) 于 平 衡 位 置 的 位 移 為 20 cm C 第 2 s末 和 第 3 s末 振 子 相 對(duì) 于 平 衡 位 置 的 位 移 不 相 同 ， 但 瞬 時(shí) 速 度 方向 相 反 D 第 1 s
24、內(nèi) 和 第 2 s內(nèi) 振 子 相 對(duì) 于 平 衡 位 置 的 位 移 方 向 相 同 ， 瞬 時(shí) 速 度 方向 相 反 答 題 送 檢 來(lái) 自 閱卷 名 師 報(bào) 告錯(cuò)誤 致 錯(cuò) 原 因 扣分C 沒(méi) 有 理 解 振 動(dòng) 圖 象 表 達(dá) 的 物 理意 義 第 2 s末 振 子 速 度 最 大 ，第 3 s末 振 子 的 瞬 時(shí) 速 度 為 0. 6 解 析 第1 s內(nèi)振子相對(duì)于平衡位置的位移為正方向，速度方向也為正方向，A錯(cuò)；第2 s末振子在平衡位置，位移為零，B錯(cuò)；第3 s末振子相對(duì)于平衡位置的位移為20 cm，第2 s末振子恰好過(guò)平衡位置，且正向x軸方向運(yùn)動(dòng)，而第3 s末振子瞬時(shí)速度剛好為零，
25、所以C錯(cuò)；第2 s內(nèi)振子 相對(duì)于平衡位置的位移方向是正方向，所以D正確 答 案 D 例 2(2016江蘇常州質(zhì)檢6分)如 圖 表 示 一 彈 簧 振 子 做 受 迫 振 動(dòng) 時(shí) 的 振幅 與 驅(qū) 動(dòng) 力 頻 率 的 關(guān) 系 ， 由 圖 可 知 ( ) A 驅(qū) 動(dòng) 力 頻 率 為 f2時(shí) ， 振 子 處 于 共 振 狀 態(tài) B 驅(qū) 動(dòng) 力 頻 率 為 f3時(shí) ， 振 子 振 動(dòng) 頻 率 為 f3 C 假 如 讓 振 子 自 由 振 動(dòng) ， 它 的 頻 率 為 f2 D 振 子 做 自 由 振 動(dòng) 時(shí) ， 頻 率 可 以 為 f1、 f2、 f3 答 題 送 檢 來(lái) 自 閱 卷 名 師報(bào) 告 錯(cuò)誤
26、 致 錯(cuò) 原 因 扣分D 混 淆 自 由 振 動(dòng) 和 受 迫 振 動(dòng) 的 概念 ， 自 由 振 動(dòng) 是 僅 受 回 復(fù) 力 的振 動(dòng) ， 其 振 動(dòng) 周 期 和 頻 率 由 自身 固 有 周 期 和 固 有 頻 率 決 定 . 6 解 析 理解共振曲線是關(guān)鍵，驅(qū)動(dòng)力頻率為f 2時(shí)彈簧振子的振幅最大，f2也就等于彈簧振子的固有頻率，故振子自由振動(dòng)時(shí)，它的頻率為固有頻率f2，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率為f1、f3時(shí)，彈簧振子只做受迫振動(dòng)，其頻率與振子固有頻率無(wú)關(guān) 答 案 ABC 1 (多選)如 圖 所 示 ， 兩 個(gè) 質(zhì) 量 分 別 為 M和 m的 小 球 ， 懸 掛 在 同 一 根 水 平細(xì) 線 上 ， 當(dāng)
27、M在 垂 直 于 水 平 細(xì) 線 的 平 面 內(nèi) 擺 動(dòng) 時(shí) ， 下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 ( ) A 兩 擺 的 振 動(dòng) 周 期 是 相 同 的 B 當(dāng) 兩 擺 的 擺 長(zhǎng) 相 等 時(shí) ， m擺 的 振 幅 最 大 C 懸 掛 M的 豎 直 細(xì) 線 長(zhǎng) 度 變 化 時(shí) ， m的 振 幅 不 變 D m擺 的 振 幅 可 能 超 過(guò) M擺 的 振 幅ABD 解 析 ： M擺動(dòng)時(shí)，m擺做受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后，m擺的振動(dòng)周期應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的周期；即等于M擺的周期，故選項(xiàng)A正確；當(dāng)m擺長(zhǎng)與M擺長(zhǎng)相等時(shí)，兩者的固有周期相等，而M擺的固有用期就是使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的周期，可見m擺處于共振狀態(tài)，選項(xiàng)B
28、正確；M擺長(zhǎng)發(fā)生變化，就是使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力周期發(fā)生變化，由于m的固有周期不變，這樣兩個(gè)周期差別就發(fā)生了變化，因而m的振幅也發(fā)生了變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；單擺振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān)，還跟振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān)，如果M的質(zhì)量比m大得多，從M向m傳遞的能量有可能使m的振幅大于M的振幅，選項(xiàng)D正確 2(多選)如 圖 所 示 為 兩 單 擺 分 別 在 受 迫 振 動(dòng) 中 的 共 振 曲 線 ， 則 下 列 說(shuō) 法正 確 的 是 ( ) A 若 兩 擺 的 受 迫 振 動(dòng) 分 別 在 月 球 上 和 地 球 上 進(jìn)行 ， 且 擺 長(zhǎng) 相 同 ， 則 圖 線 表 示 月 球 上 單 擺 的 共振 曲 線 B
29、 若 兩 擺 的 受 迫 振 動(dòng) 是 在 地 球 上 同 一 地 點(diǎn) 進(jìn) 行 ，則 兩 擺 擺 長(zhǎng) 之 比 L L 25 4 C 圖 線 若 表 示 在 地 面 上 完 成 的 ， 則 該 單 擺 擺 長(zhǎng) 約 為 1 m D 若 擺 長(zhǎng) 均 為 1 m， 則 圖 線 表 示 在 地 面 上 完 成 的ABC 3(多選)(2017福建福州檢測(cè))一 彈 簧 振 子 沿 x軸 振 動(dòng) ， 振 幅 為 4 cm， 振子 的 平 衡 位 置 位 于 x軸 上 的 O點(diǎn) 圖 甲 上 的 a、 b、 c、 d為 四 個(gè) 不 同 的 振 動(dòng)狀 態(tài) ； 黑 點(diǎn) 表 示 振 子 的 位 置 ， 黑 點(diǎn) 上 的 箭
30、 頭 表 示 運(yùn) 動(dòng) 的 方 向 圖 乙 給 出的 四 條 振 動(dòng) 圖 線 ， 可 用 于 表 示 振 子 的 振 動(dòng) 圖 象 的 是 ( ) A 若 規(guī) 定 狀 態(tài) a時(shí) t 0， 則 圖 象 為 B 若 規(guī) 定 狀 態(tài) b時(shí) t 0， 則 圖 象 為 C 若 規(guī) 定 狀 態(tài) c時(shí) t 0， 則 圖 象 為 D 若 規(guī) 定 狀 態(tài) d時(shí) t 0， 則 圖 象 為 AD 解 析 ：振子在狀態(tài)a時(shí)t0，此時(shí)的位移為3 cm，且向規(guī)定的正方向運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確振子在狀態(tài)b時(shí)t0，此時(shí)的位移為2 cm，且向規(guī)定的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B不對(duì)振子在狀態(tài)d時(shí)t0，此時(shí)位移為4 cm，速度為零，故選項(xiàng)D正確 課 時(shí) 達(dá) 標(biāo)
高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 振動(dòng)和波 光 相對(duì)論（選修3-4） 第34講 機(jī)械振動(dòng)課件
