机械振动复习一体化教案_机械振动复习导学案

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1.物理《机械振动》复习课一体化教案 【概念目标】

一、机械振动

1、物体（或物体的一部分）在某一 所做的 叫做机械振动，常简称为振动。2、振动产生的条件有：⑴，⑵。3、平衡位置是指。

4、回复力是指。因它是以力的 命名的，所以回复力可以是重力、弹力、摩擦力、分子力等不同性质的力，也可以是一个力的分力或几个力的合力。回复力的方向在 的方向上。5、因物体振动过程中，物体的位移、速度、加速度、动能、势能、动量等一系列物理量都随时间做周期性变化，所以，全振动是指。

6、是描述振动的物理量。⑴振幅 A 是指，反映振动的，它是标量；⑵周期 T 是指 的时间。⑶频率 f 是指振动物体在单位时间内完成 ；单位是（单位符号是），其物理意义是。周期 T 和频率 f 都反映振动的，它们的关系是 T=。不能用某一个物理量变化的周期（或频率）代替物体的振动周期（或频率）。

二、简谐运动

1、如果振动物体离开平衡位置后，回复力与位移的大小成 比而与位移的 相反，即用公式表示成 f回 =-kx，则物体所做的往复运动就是简谐运动。

2、简谐运动中加速度和回复力方向 ；加速度方向和位移方向 ；加速度增大时，位移，速度 ；速度方向和加速度方向、位移方向有时相同有时相反。

3、弹簧振子、音叉和一端固定的簧片上的各点、单摆的运动都是简谐运动。4、弹簧振子

⑴如图 5-1，水平方向振动的弹簧振子的回复力是，振子在平衡位置时，弹簧长度等于，弹力等于 ；竖直方向振动的弹簧振子的回复力是，振子在平衡位置时，弹簧长度等于（设振子质量为 m，弹簧劲度系数为 k），弹力等于。

⑵弹簧振子振动的总能量由它的 决定。弹簧振子在平衡位置时，能等于总能量；在最大位移处，能等于总能量；弹簧振子的振动过程也是振子的动能和弹性势能的周期性转化过程，振子在一般位置的动能与弹性势能之和 总能量。

⑶弹簧振子的周期和频率由它的和 决定，和 无关。相同弹簧与物体做成的竖直方向振动的弹簧振子和水平方向振动的弹簧振子的周期。

⑷若弹簧振子的质量为 m , 弹簧的劲度系数 k , 则振子加速度 a 和位移 x 的关系为。5、单摆 ⑴如图 5-2 的装置中，如果摆球质量 摆线质量，摆球直径 摆线长度，摆角θ，则该装置称为单摆。

⑵当θ很小时，sinθ≈tgθ≈θ(θ的单位为弧度）。如θ小于 5 °时，单摆的摆长为 l，振幅为 A，则 sin θ≈tgθ≈。

⑶单摆的回复力是。若单摆的摆长为 l，摆球的位移为 x，摆球的质量为 m，则单摆的回复力 f=。

⑷单摆的周期 T=，从单摆周期公式可以看出，单摆的周期和频率与和 有关，而与、和 无关。周期为 s 的单摆是秒摆，秒摆的摆长约为 m。

⑸单摆的振动过程也是摆球的 能和 能的转化过程。若单摆摆球的质量为 m，摆长为 l，振幅为 A，则单摆振动的总能量为 ；振动过程中，摆球的最大动能为。

三、振动图象（简谐运动的图象）

1、振动图象是反映振动物体的 随时间变化关系的物理量。可表示成 x-t 图或 x-ωt。2、因振动物体的振动规律各不相同，所以振动图象也各不相同，只有简谐振动的图象才是正弦（或余弦）曲线。

3、通过振动图象可以知道振动物体的和（或相位ωt）, 以及任一时刻振动物体的位移 x 与运动方向。

四、振动能量

1、振动物体的振幅由振动总能量决定，等幅振动是理想情况。

2、简谐运动的振幅被视为理想的不变情况，所以，简谐运动的系统机械能是守恒的。3、阻尼振动是指 的振动，其振幅。振动物体所受阻尼作用越大，其振幅减小。阻尼很大时，物体 ；阻尼很小时，物体的振动可视为。自由振动都是阻尼振动。

五、受迫振动

1、叫受迫振动。受迫振动的物体的振动频率等于 的频率，自由振动的频率等于。2、受迫振动物体的振幅 A 和 的频率 f 的关系如图 5-3 所示，从图中可以看出，f=f固时，受迫振动物体的振幅最大，此时，物体处于 状态。即当 时，受迫振动物体的振幅，这种现象称为。

3、做受迫振动的物体的振动频率与物体的固有频率无关。【典型题例与解题方法】

1、弹簧振子作简谐运动，振子的位移达到振幅一半时与振子达到最大位移时，回复力之比是，加速度大小之比是。

2、弹簧振子从平衡位置拉开 4cm 后放手让它振动，经 0.25s 再次到达最大位移处，则弹簧振子的振幅为，周期为，1s 内通过的路程为，振子在 T/4 内的最大位移（填 >,

A、物体 A 和 B 处的加速度为零

B、物体通过 O 点时，加速度的方向发生改变 C、回复力的方向总跟物体的速度方向相反 D、物体离开平衡位置 O 的运动是匀减速运动

4、作简谐运动的物体，如果在某两个时刻的位移相同，则这两个时刻的（）。A、加速度相同 B、速度相同 C、动能相同 D、动量相同

5、甲、乙两个单摆，甲摆摆长是乙摆摆长的 4 倍，乙摆的摆球质量是甲摆的 2 倍，在甲摆摆动 20 次的时间内，乙摆摆动 次。

6、已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的 0.16 倍，在地球上周期是 1s 的单摆，在月球上的周期是（）。

A、0.4s B、0.16s C、2.5s D、6.25s 7、图 5-5 是一质点作简谐运动的 x-t 图象，在 t1和 t2时刻，这个质点的（）。A、加速度相同 B、位移相同 C、回复力相同 D、速度相同