第30讲 机械振动(讲义)（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

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第30讲机械振动

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 2

03、考点突破，考法探究 2

考点一简谐运动的基本特征 3

知识点1．关于简谐运动两个重要概念的理解 3

知识点2．关于机械运动的两种描述 3

知识点3．关于简谐运动的三个特点 3

知识点4.简谐运动的周期性与对称性 4

考向1.简谐运动基本物理量的分析 4

考向2.简谐运动的周期性与对称性 5

考点二简谐运动的公式和图像 6

知识点1.简谐运动的振动方程和图像 6

知识点2.由图像可获取的信息 6

考向1简谐运动的方程 7

考向2简谐运动的图像 8

考点三简谐运动的两种模型 9

考向1弹簧振子模型 10

考向2单摆模型 10

考向3等效摆长问题 11

考向4等效重力加速度问题 11

04、真题练习，命题洞见 12

考情分析

2024·甘肃·高考物理试题

2024·河北·高考物理试题

2024·北京·高考物理试题

2024·浙江·高考物理试题

2023·辽宁·高考物理试题

复习目标

目标1.知道简谐运动的概念，掌握简谐运动的特征，理解简谐运动的表达式和图像。

目标2.知道什么是单摆，熟记单摆的周期公式。

目标3.理解受迫振动和共振的概念，了解产生共振的条件。

考点一简谐运动的基本特征

知识点1．关于简谐运动两个重要概念的理解

平衡位置

物体在振动过程中____________为零的位置

回复力

①定义：使物体在____________附近做往复运动的力叫回复力。

②表达式：回复力F＝____________。负号表示回复力的方向与位移方向始终相反，回复力的大小与位移的大小成____________。

③属于效果力，可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力或某个力的分力提供。

注意：回复力等于做简谐运动的物体指向平衡位置的合外力，而不是物体受到的合外力

知识点2．关于机械运动的两种描述

表达式描述

①动力学表达式：F＝__________，其中“－”表示回复力与位移的方向相反

②运动学表达式：x＝____________，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动振动的快慢，ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ叫作____________

图像描述

①从____________开始计时，振动表达式为x＝Asinωt，图像如图甲所示

②从____________处开始计时，振动表达式为x＝Acosωt，图像如图乙所示

注意：简谐运动的x-t图像是一条正弦或余弦曲线，不是振子的运动轨迹，振子的运动轨迹是一条线段

知识点3．关于简谐运动的三个特点

受力特点

回复力F＝_________，F(或a)的大小与x的大小成_________，方向_____

运动特点

靠近平衡位置时，a、F、x都____________，v____________；远离平衡位置时，a、F、x都____________，v____________(填“增大”或“减小”)

能量特点

对同一个振动系统，振幅越大，能量越大。在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能____________

知识点4.简谐运动的周期性与对称性

周期性

做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为eq\f(T,2)

对称性

(1)如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O点对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等

(2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用的时间，即tPO＝tOP′

(3)物体往复运动过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO

(4)相隔eq\f(T,2)或eq\f(?2n＋1?T,2)(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反

考向1.简谐运动基本物理量的分析

1.如图所示，小球在BC之间做简谐运动，当小球位于O点时，弹簧处于原长，在小球从C点运动到O点的过程中()

A.动能不断增大，加速度不断减小

B.回复力不断增大，系统机械能守恒

C.弹性势能不断减小，加速度不断增大

D.弹性势能不断增大，加速度不断减小

2．(多选)某鱼漂的示意图如图所示，O、M、N为鱼漂上的三个点。当鱼漂静止时，水面恰好过点O。用手将鱼漂向下压，使点M到达水面，松手后，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，点N到达水面。不考虑阻力的影响，下列说法正确的是()

A．鱼漂的运