课时简谐运动及图象单摆受迫振动(修订版).docVIP

第50课时 简谐运动及图象、单摆、受迫振动 ●考纲预览● 1 单摆、单摆的周期公式 Ⅰ 弹簧振子周期公式不要求 2 简谐运动的公式和图像 Ⅱ 3 受迫振动和共振 Ⅰ ■预习内容■：教科版选修3-4 P2-P13 ◇知识整理◇： 一、简谐运动 1．物体在平衡位置附近所做的 ，叫做机械振动，产生条件是 、 。 2． 叫做回复力。 3．如果振动物体离开平衡位置后，所受到的回复力 ，即，则物体所做的往复运动就是简谐运动；简谐运动的表达式是 。 4．简谐运动的图像表示 ，振动图像不是质点的运动轨迹。 二、单摆 单摆是一种理想化模型，摆线的质量不计且 ，摆球的直径比摆线的长 ，摆球可视为 ；单摆的振动可看作简谐运动的条件是： 。作简谐运动的单摆的周期公式为 。 三、振动能量、受迫振动 1．振动过程是一个动能和势能不断转化的过程，在任意时刻，动能和势能之和等于振动物体总的机械能。没有损耗时，振动过程中总机械能守恒。振动物体的总机械能的大小与 有关，振幅越大，振动能量越大。简谐运动的振幅不变，总机械能守恒。 2． 振动，叫做阻尼振动。振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，振动停下来也越快。阻尼过大时，系统将不能发生振动。 阻尼振动的，因此阻尼振动的机械能不守恒，阻尼振动又叫减幅振动。相对的，振幅不变的振动，叫做无阻尼振动，又叫 振动。 注意：等幅振动、阻力振动是从振幅是否变化的角度来区分的，等幅振动不一定不受阻力作用。 3． 叫受迫振动。物体做受迫振动时，振动稳定后的振动频率等于 ，跟物体的 无关。 4．共振是一种特殊的受迫振动，当驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。声音的共振现象叫 。利用共振的方法是 ，直至等于振动系统的固有频率。如测速计、共振筛等。防止共振的方法是 。如车队便步过桥，轮船在大海中遇风暴时改变行向和行速等。 ●预习检测● 1．如图所示是一弹簧振子的振动图象，由图可知，该振子的振幅是 ，周期是 ，频率是 ，振子在0.8 s内通过的路程是 ，若振子从A时刻开始计时，那么到 点为止，振子完成了一次全振动，图象上B点振子的速度方向是 ，D点振子的速度方向是 。 2．关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是（ ） A．位移减小时，加速度增大，速度增大 B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C．物体运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反 D．物体向平衡位置运动时，做加速运动，背离平衡位置时，做减速运动 3．一弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过O点时开始计时，经过0.3 s，第一次到达M点，再经过0.2 s第二次到达M点，则弹簧振子的周期为 ( ) A． B．1.4s C．1.6s D．3s  ◆考点突破◆ 考点1简谐运动及图像 问题1.谈谈你对简谐运动的认识？ 问题2. 对图像的理解及应用？ 【例1】一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，如下图a所示，以某一时刻作计时起点（t为0），经周期，振子具有正方向的加速度，那么在下图b所示的几个振动图象中，正确反映振子振动情况（以向右为正方向）的是（ ） 【即时训练1】弹簧振子做简谐运动的图线如下图所示，在t1至t2这段时间内 （ ） A．振子的速度方向和加速度方向都不变 B．振子的速度方向和加速度方向都改变 C．振子的速度方向改变，加速度方向不变 D．振子的速度方向不变，加速度方向改变【例】如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单摆的振动图象．根据图象回答：(取π2＝10) (1)单摆振动的频率