2011年高考物理 簡諧運動及其圖象總復(fù)習(xí)課件 新人教版.ppt

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1、●自主學(xué)習(xí)1．定義：物體在平衡位置附近所做的，叫做機械振動．2．機械振動的條件(1)物體離開平衡位置就受作用．(2)物體運動時所受阻力足夠?。鶑?fù)運動回復(fù)力3．回復(fù)力：使振動物體返回平衡位置的力．(1)回復(fù)力是以效果命名的力，時刻指向位置．(2)回復(fù)力是振動物體在振動方向上的合外力．(3)回復(fù)力可能是幾個力的合力，可能是某一個力，還可能是某一個力的分力．4．平衡位置：物體在振動過程中回復(fù)力的位置．【特別提醒】當(dāng)物體經(jīng)過平衡位置時，物體受到的合外力不一定等于零，物體也不一定處于平衡狀態(tài)．如單擺經(jīng)過平衡位置時合外力指向圓心，

2、產(chǎn)生向心加速度．平衡為零●深化拓展關(guān)于平衡位置需認清的幾個問題(1)平衡位置是回復(fù)力為零的位置．(2)平衡位置不一定是合力為零的位置．例如單擺中擺球運動的平衡位置時受力是不平衡的；處在加速上升的電梯里的單擺停止擺動時仍存在向上的加速度，受力是不平衡的．(3)不同振動系統(tǒng)平衡位置不同：彈簧振子處于平衡位置時，彈簧不一定處于原長，比如在豎直方向的彈簧振子，平衡位置是其彈力等于重力的位置；而單擺的平衡位置也不一定是在豎直的最低點，如在水平勻強電場和重力場共同作用的單擺，平衡位置在電場力與重力的合力方向上．●針對訓(xùn)練簡諧運動的平

3、衡位置是指()A．速度為零的位置B．回復(fù)力為零的位置C．加速度為零的位置D．位移最大的位置解析：簡諧運動的物體，平衡位置是回復(fù)力為零的位置，而合外力是否為零，不同的系統(tǒng)是不同的，因此加速度不一定為零，比如單擺在平衡位置時存在向心加速度，簡諧運動的物體經(jīng)過平衡位置時速度最大，位移為零．答案：B●自主學(xué)習(xí)1．定義：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動．2．回復(fù)力F與位移x的關(guān)系式：.“－”表示回復(fù)力F與位移x的方向總是相反的．F＝－kx3．簡諧運動的兩種基本模型(1)彈簧振子如圖所示

4、為彈簧振子，它是一種理想化的物理模型，這種模型的小球和水平桿之間的摩擦可以忽略不計，并且彈簧的質(zhì)量比小球質(zhì)量小得多，也可以忽略不計．O為平衡位置．回復(fù)力由提供，F(xiàn)＝－kx，k為彈簧的勁度系數(shù)．彈簧的彈力(2)單擺(理想化模型)如右圖所示：①定義：懸掛小球的細線的伸縮和可以忽略，線長又比大得多的裝置．②視為簡諧運動的條件：③回復(fù)力：小球重力，F(xiàn)＝G2＝Gsinθ＝x.質(zhì)量小球的直徑θ<10°.方向的分力沿速度④周期公式：T＝.⑤單擺的等時性：單擺在滿足θ<10°條件下做小振幅擺動時，單擺的振動周期與振幅和振子(小球)質(zhì)量都

5、沒有關(guān)系．4．簡諧運動的圖象橫軸表示時間t縱橫表示某一時刻質(zhì)點的位移x物理意義表示振動質(zhì)點的隨時間的變化規(guī)律圖象特點曲線圖象位移正弦(或余弦)●深化拓展對簡諧運動的理解：(1)位移的表示方法：以平衡位置為坐標(biāo)原點，以振動所在的直線為坐標(biāo)軸，規(guī)定正方向，則某一時刻振子(偏離平衡位置)的位移用該時刻振子所在的位置坐標(biāo)來表示．振子通過平衡位置時，位移改變方向．(2)速度：描述振子在平衡位置附近振動快慢的物理量．在所建立的坐標(biāo)軸上，速度的正負號表示振子運動方向與坐標(biāo)軸的正方向相同或相反．應(yīng)當(dāng)明確，速度和位移是彼此獨立的物理量．如

6、振動物體通過同一個位置，其位移矢量的方向是一定的，而其速度的方向卻有兩種可能：指向或背離平衡位置．(3)加速度：根據(jù)牛頓第二定律，做簡諧運動的物體的加速度a＝－.由此可知，加速度的大小跟位移成正比，且方向與位移方向相反．●針對訓(xùn)練一個彈簧振子第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動，第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動，則兩次振動的周期之比和最大加速度之比分別為()A．1:21:2B．1:11:1C．1:11:2D．1:21:1答案：C●自主學(xué)習(xí)1．簡諧運動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，能量．2．受迫振動和共振(1)受迫振動：物

7、體在周期性作用下的振動叫受迫振動．做受迫振動的物體，它的周期或頻率等于的周期或頻率，而與物體的或固有頻率無關(guān)．(2)共振：做受迫振動的物體，它的固有頻率與的頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者相等時，振幅達到，這就是共振現(xiàn)象．越大驅(qū)動力驅(qū)動力固有周期驅(qū)動力最大●深化拓展1．機械振動的分類(1)按受不受驅(qū)動力分類①自由振動：開始給振動系統(tǒng)一定的能量，使其振動起來，以后振子自由運動，不再受其他力的作用．自由振動的周期(或頻率)等于它的固有周期(或頻率)．②受迫振動：物體在周期性驅(qū)動力作用下的振動．受迫振動的周期(或頻率)等于驅(qū)動

8、力周期(或頻率)，與物體的固有周期(或頻率)無關(guān)．(2)按振幅的變化分類①無阻尼振動：振動系統(tǒng)的總能量不變(可以適當(dāng)補充能量)，振幅不變的振動．無阻尼自由振動是一種理想化的振動．②阻尼振動：振動系統(tǒng)的總能量逐漸減少，振幅逐漸減小的振動．2．共振(一種特殊的受迫振動)條件當(dāng)驅(qū)動力的頻率(或周期)跟物體的固有頻率(或周期