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《機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)復(fù)習(xí)教案.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波·機(jī)械振動(dòng)復(fù)習(xí)·教案教學(xué)目的：復(fù)習(xí)鞏固振動(dòng)的有關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)這種運(yùn)動(dòng)形式，掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力特點(diǎn)；會(huì)判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在具體問(wèn)題中分析與位移有關(guān)的物理量(如速度、加速度、動(dòng)能及勢(shì)能)的變化規(guī)律；能在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用振動(dòng)圖象解題。一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1．特點(diǎn)和條件特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)具有往復(fù)性，具有周期性。條件：回復(fù)力的大小與位移成正比，方向相反(即回復(fù)力始終指向平衡位置)；振動(dòng)物體所受摩擦阻力很小。回復(fù)力是根據(jù)效果來(lái)命名的力，可能是一個(gè)力，也可能是幾個(gè)力的合力，也可能是某個(gè)力的一個(gè)分力。平衡位置即回復(fù)力等于零的位置，亦即振動(dòng)物體停止振動(dòng)時(shí)所處的位置。2．描述振動(dòng)的物理量(振
2、動(dòng)的三要素)振幅A：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大位移。周期指完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間，頻率是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。3．機(jī)械振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征動(dòng)力學(xué)表達(dá)式：F＝-kx?????????????????????????????????①①和②都可以作為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的判別式。4．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式5．單擺的振動(dòng)單擺模型：將一根輕且不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定于懸點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量大而體積小的鋼球。使單擺回到平衡位置的回復(fù)力F＝mgsinθ從式中可以看出，當(dāng)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其固有周期只與擺長(zhǎng)和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)，而與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，與振幅無(wú)關(guān)(在θ＜5°的條件下)。6．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的
3、圖象圖象反映振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，利用圖象可以求出任意時(shí)刻振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移。還可以根據(jù)圖象確定與位移有關(guān)的物理量，如速度、加速度、回復(fù)力、勢(shì)能和動(dòng)能等。7．受迫振動(dòng)、共振物體在周期性外力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)。物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟固有頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，即發(fā)生共振現(xiàn)象。8．振動(dòng)的能量振動(dòng)系統(tǒng)的能量與振動(dòng)的振幅有關(guān)。如果沒(méi)有摩擦力和空氣阻力，在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，振動(dòng)的機(jī)械能守恒。實(shí)際的振動(dòng)總是要受到摩擦和阻力，因此在振動(dòng)過(guò)程中需要不斷克服外界阻力做功而消耗能量，振幅會(huì)逐漸減小，最終停下來(lái)
4、。二、應(yīng)用例1．證明一端掛有重錘的彈簧懸掛起來(lái)，組成一個(gè)豎直方向的彈簧振子的振動(dòng)是簡(jiǎn)揩振動(dòng)。例2．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為M的平板小車上，它們之間的最大靜摩擦力是fm，在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧作用下，沿光滑水平面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。為使小車能跟木塊一起振動(dòng)，不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅不能大于??????????????????????????????????????????????????????????????(A)A．(M+m)fm/kMB．fm/kMC．fm/kD．(M+m)fm/kM分析與解：小車做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是木塊對(duì)它的靜摩擦力。當(dāng)它們的位移最大時(shí)，加速度最大，受
5、到的靜摩擦力最大。為了不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，達(dá)到最大位移時(shí)，小車的最大加速度a＝fm/M，此即系統(tǒng)一起振動(dòng)的最大加速度，對(duì)整體達(dá)到最大位移時(shí)的加速度最大，回復(fù)力kA＝(M+m)a，則振幅A≤(M+m)fm/kM。說(shuō)明：本題要學(xué)生正確認(rèn)識(shí)回復(fù)力在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的作用，從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系去分析回復(fù)力與加速度、位移以及最大回復(fù)力與振幅的關(guān)系。還要正確使用隔離法和整體法。例3．如果下表中給出的是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的位移或速度與時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系，T為振動(dòng)周期，則下列選項(xiàng)中正確的是????????????????????????????????????????????????????????????????????
6、????????????????????????(AB)0T/4T/23T/4T??????時(shí)刻???狀態(tài)物理量甲零正向最大零負(fù)向最大零乙零負(fù)向最大零正向最大零丙正向最大零負(fù)向最大零正向最大丁負(fù)向最大零正向最大零負(fù)向最大?A．若甲表示位移，則丙表示相應(yīng)的速度B．若丁表示位移，則甲表示相應(yīng)的速度C．若丙表示位移，則甲表示相應(yīng)的速度D．若乙表示位移，則丙表示相應(yīng)的速度分析與解：畫(huà)出物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖象和相應(yīng)的速度-時(shí)間圖象。例4．若單擺的擺長(zhǎng)不變，擺球的質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的速度減小為原來(lái)的1/2，則單擺振動(dòng)的??????????????????????????
7、???????????????????????????????????????????????????????????????(B)A．頻率不變，振幅不變B．頻率不變，振幅改變C．頻率改變，振幅改變D．頻率改變，振幅不變例5．如圖所示為一雙線擺，繩的質(zhì)量不計(jì)，當(dāng)小球垂直于紙面做分析與解：找等效擺長(zhǎng)。的情況靈活處理。
