高三物理一輪復(fù)習(xí) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖象導(dǎo)學(xué)案

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1、2012屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案十三、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（1）機(jī)械振動(dòng)【目標(biāo)】1.理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本概念，掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象；2.掌握單擺的周期公式，了解受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象?！緦?dǎo)入】一.機(jī)械振動(dòng)1、機(jī)械振動(dòng)：物體(或物體的一部分)在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)，簡(jiǎn)稱振動(dòng).產(chǎn)生振動(dòng)的必要條件是物體受到回復(fù)力的作用，且阻力足夠小.2、回復(fù)力：使振動(dòng)物體返回平衡位置的力叫做回復(fù)力.回復(fù)力時(shí)刻指向平衡位置.回復(fù)力是以效果命名的力，它是振動(dòng)物體在振動(dòng)方向上的合外力，可能是幾個(gè)力的合力，也可能是某一個(gè)力，還可能是某個(gè)力的分力.注意，回復(fù)力不一定等于合外力.二

2、.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).它是一種最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng).三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是____________________曲線，橫坐標(biāo)表示_____________，縱坐標(biāo)表示_______________。它的物理意義是______________________________四、單擺1、構(gòu)成：由一條不可伸長(zhǎng)、忽略質(zhì)量的細(xì)線下端拴一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，細(xì)線的上端固定，構(gòu)成的裝置叫單擺。單擺振動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件：α<10°2、單擺的周期公式T=23、向心力的重力的切向分力。4、單擺的

3、等時(shí)性：在小幅擺動(dòng)時(shí)，單擺的周期跟振幅和振子的質(zhì)量都沒(méi)關(guān)系。5、單擺的應(yīng)用：測(cè)重力加速度g=4π2l/T2；②運(yùn)用等時(shí)性制作計(jì)時(shí)器。五、受迫振動(dòng)和共振1、受迫振動(dòng)：物體在＿＿＿＿＿外力（驅(qū)動(dòng)力）作用下的振動(dòng)，叫做受迫振動(dòng)．物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于＿＿的頻率，跟物體的＿＿無(wú)關(guān)．2、共振①共振是一種特殊的受迫振動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的＿＿＿＿＿＿相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。②受迫振動(dòng)的振幅A和驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系—共振曲線，如圖所示。【導(dǎo)研】[例1]（上海梅山高級(jí)中學(xué)07年—08年第一學(xué)期期中試題）、如圖所示是用頻閃照相的方法拍到的一個(gè)彈簧振子的振

4、動(dòng)情況，甲圖是振子靜止在平衡位置的照片，乙圖是振子被拉伸到左側(cè)距平衡位置20cm處，放手后向右運(yùn)動(dòng)1/4周期內(nèi)的頻閃照片，已知頻閃的頻率為10Hz，則相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔t0＝s，振子振動(dòng)周期為T=s。[例2]一水平彈簧振子在平衡位置O點(diǎn)附近作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，離開(kāi)O點(diǎn)經(jīng)0.4S第一次到達(dá)M點(diǎn)，再經(jīng)0.2S第二次到達(dá)M點(diǎn)，從彈簧振子離O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則（）A．振子第三次到達(dá)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間是1.8SB．t1=0.5S時(shí)和t2=1.5S時(shí)彈簧長(zhǎng)度可能相同C．t1=1/3S時(shí)和t2=2/3S時(shí)振子加速度大小一定相等D．t1=1/3S時(shí)和t2=2/3S時(shí)振子運(yùn)動(dòng)速度一定相同[例3]（南通

5、市2009屆高三第二次調(diào)研測(cè)試）如圖所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，C為ON中點(diǎn)，振幅A=4cm．從小球經(jīng)過(guò)圖中N點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，到第一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的時(shí)間為0．2s，則小球的振動(dòng)周期為s，振動(dòng)方程的表達(dá)式為cm.【例4】有一彈簧振子在水平方向上的BC之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，已知BC間的距離為20cm，振子在2s內(nèi)完成了10次全振動(dòng)。若從某時(shí)刻振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)（t=0），經(jīng)過(guò)1/4周期振子有正向最大加速度。（1）求振子的振幅和周期（2）在給出的坐標(biāo)系中畫(huà)出該振子完整的位移—時(shí)間圖象（至少一個(gè)周期）【例5】有一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺，懸點(diǎn)正下方某處有一小釘，當(dāng)

6、擺球經(jīng)過(guò)平衡位置向左擺動(dòng)時(shí)，擺線的上部將被擋住，使擺長(zhǎng)發(fā)生變化?，F(xiàn)使擺球作小角度擺動(dòng)，如圖所示為擺球從右邊最高點(diǎn)M擺至左邊最高點(diǎn)N的閃光照片（懸點(diǎn)和小釘未攝入）P為擺動(dòng)中的最低點(diǎn)，每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔相等．則小釘距懸點(diǎn)的距離為（）A．L／4B、L／2C．3L／4D、無(wú)法判斷【例6】在一根張緊的水平繩上掛幾個(gè)單擺，如圖所示，其中a、e擺長(zhǎng)相等，當(dāng)a擺振動(dòng)時(shí)，其它各擺也擺動(dòng)起來(lái)，則在剛開(kāi)始振動(dòng)的一段時(shí)間內(nèi),下列正確的是（）A．各擺周期都與a擺周期相同B．d擺擺長(zhǎng)最短振動(dòng)最快C．各擺周期都不相同，c擺周期最大D．各擺振幅大小不同，e擺振幅最大【導(dǎo)練】1、在彈簧振子的小球上安置記

7、錄筆，當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)便可在勻速移動(dòng)的紙帶上畫(huà)出振動(dòng)圖像，如圖所示是兩個(gè)彈簧振子在各自紙帶上畫(huà)出的曲線，若紙帶N1和紙帶N2移動(dòng)的速度v1和v2的關(guān)系為v2=2v1，則紙帶N1、N2上曲線所代表的振動(dòng)的周期T1和T2的關(guān)系為（）A、T2=T1B、T2=2T1C、T2=4T1D、T2=T1/42、惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器，叫擺鐘．?dāng)[鐘運(yùn)行時(shí)克服摩擦所需的能量由重錘的勢(shì)能提供，運(yùn)動(dòng)的速率由鐘擺控制．旋轉(zhuǎn)鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤沿?cái)[桿上下移動(dòng)，如圖所示，下述說(shuō)法中正確的是（）A、當(dāng)擺鐘不準(zhǔn)時(shí)需