2025版高考物理一轮复习练习题含答案解析 第1讲　机械振动.pdfVIP

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2025版高考物理一轮复习练习题含答案解析

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第讲机械振动

素养目标1.知道简谐运动的概念，理解简谐运动的表达式和图像。2.知道什么

是单摆，熟记单摆的周期公式。3.理解受迫振动和共振的概念，了解产生共振的

条件。

一、简谐运动

1.简谐运动

(1)定义：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，

并且总是指向平衡位置，物体的运动就是简谐运动。

(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。

(3)回复力

①定义：使物体返回到平衡位置的力。

②方向：总是指向平衡位置。

③来源：可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。

2.简谐运动的两种模型

模型弹簧振子单摆

示意图

(1)弹簧质量可忽略(1)摆线为不可伸缩的轻细线

简谐运

(2)无摩擦等阻力(2)无空气阻力等

动条件

(3)在弹簧弹性限度内(3)最大摆角小于等于5°

回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力

平衡

弹簧处于原长处最低点

位置

l

T2π

周期与振幅无关＝

g

能量弹性势能与动能的相互

重力势能与动能的相互转化，机械能守恒

转化转化，系统的机械能守恒

二、简谐运动的表达式和图像

1.简谐运动的表达式

xAsin(ωtφ)Aω2πfωtφ

＝＋，其中代表振幅，＝代表简谐运动的快慢，＋代表简谐

φ

运动的相位，叫作初相。

2.简谐运动的图像

(1)xAsinωt1

从平衡位置开始计时，函数表达式为＝，图像如图甲所示。

(2)xAcosωt

从最大位移处开始计时，函数表达式为＝，图像如图乙所示。

图1

三、受迫振动和共振

1.受迫振动

系统在驱动力作用下的振动。做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)

等于驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关。

2.共振

做受迫振动的物体，驱动力的频率与固有频率越接近，其振幅就越大，当二者相

等时，振幅达到最大，这就是共振现象。共振曲线如图2所示。

图2

基础自测

1.如图3所示，小球在光滑水平面上以O为平衡位置，在A、B之间做简谐运动，

下列说法正确的是()

图3

A.小球在O点速度最大

B.小球在A点速度最大

C.小球在B点加速度最小

D.小球在B点回复力最小

答案A

解析由题意小球在光滑水平面上以O为平衡位置，在A、B之间做简谐运动，

则O点处小球速度最大，加速度和回复力为零，A、B两点处小球速度为零，加

速度和回复力最大。故A正确