機(jī)械振動復(fù)習(xí)

1、知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1、彈簧振子的、彈簧振子的6個物理量的動態(tài)變化：個物理量的動態(tài)變化：位移位移X、回復(fù)力、回復(fù)力F、加速度、加速度a、速度、速度V、動能、動能EK、勢能、勢能EP最大最大 零零 最大最大 零零 最大最大 零零 X系列系列：位移、回復(fù)力、位移、回復(fù)力、加速度、勢能加速度、勢能v系列系列：速度、動能速度、動能OAA簡諧運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用簡諧運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用(彈簧振子彈簧振子）例例1：做簡諧運(yùn)動的水平彈簧振子，從彈簧伸長的最：做簡諧運(yùn)動的水平彈簧振子，從彈簧伸長的最大位置向平衡位置運(yùn)動時，和從彈簧壓縮到最大位大位置向平衡位置運(yùn)動時，和從彈簧壓縮到最大位置向平衡位置運(yùn)動時，正確的是：置

2、向平衡位置運(yùn)動時，正確的是：A）都做加速運(yùn)動）都做加速運(yùn)動B）加速度都增大）加速度都增大C）位移、回復(fù)力、動能都減?。┪灰啤⒒貜?fù)力、動能都減小D）位移、回復(fù)力、勢能都減小。）位移、回復(fù)力、勢能都減小。AD小結(jié)小結(jié):簡諧運(yùn)動是簡諧運(yùn)動是( ) A）勻加速運(yùn)動）勻加速運(yùn)動 B）變加速運(yùn)動）變加速運(yùn)動 C）勻速直線運(yùn)動）勻速直線運(yùn)動B例例2：彈簧振子做等幅自由振動，振子在同一位置時，彈簧振子做等幅自由振動，振子在同一位置時，一定相等的物理量是：一定相等的物理量是： A）速度）速度 B）加速度）加速度 C）動量）動量 D）彈性勢能）彈性勢能 E）回復(fù)力）回復(fù)力 F）位移）位移 G）動能）動能B D E

3、 F G 2、彈簧振子運(yùn)動過程中的對稱性、彈簧振子運(yùn)動過程中的對稱性O(shè)AAMM1)、關(guān)于、關(guān)于O對稱的點(diǎn)，所有對稱的點(diǎn)，所有7個量的大小都相等（方向？）個量的大小都相等（方向？）2)、M-A-M-O-M和和 M- A- M-O-M 等時性等時性 一質(zhì)點(diǎn)在平衡位置一質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O附近做簡諧運(yùn)動，從附近做簡諧運(yùn)動，從它經(jīng)過平衡位置起開始計(jì)時，經(jīng)它經(jīng)過平衡位置起開始計(jì)時，經(jīng)0.13 s質(zhì)點(diǎn)第一質(zhì)點(diǎn)第一次通過次通過M點(diǎn)，再經(jīng)點(diǎn)，再經(jīng)0.1 s第二次通過第二次通過M點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)振動周期的可能值為多大？振動周期的可能值為多大？【精講精析【精講精析】將物理過程模型化，畫出具體的將物理過程模型化，畫

4、出具體的圖景如圖圖景如圖12甲所示設(shè)質(zhì)點(diǎn)平衡位置甲所示設(shè)質(zhì)點(diǎn)平衡位置O向右運(yùn)向右運(yùn)動到動到M點(diǎn)，那么質(zhì)點(diǎn)從點(diǎn)，那么質(zhì)點(diǎn)從O到到M運(yùn)動時間為運(yùn)動時間為0.13 s，再由再由M經(jīng)最右端經(jīng)最右端A返回返回M經(jīng)歷時間為經(jīng)歷時間為0.1 s；如圖；如圖乙所示乙所示圖圖12另有一種可能就是另有一種可能就是M點(diǎn)在點(diǎn)在O點(diǎn)左方，如圖丙所示，點(diǎn)左方，如圖丙所示，質(zhì)點(diǎn)由質(zhì)點(diǎn)由O點(diǎn)經(jīng)最右方點(diǎn)經(jīng)最右方A點(diǎn)后向左經(jīng)過點(diǎn)后向左經(jīng)過O點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)到達(dá)M點(diǎn)點(diǎn)歷時歷時0.13 s，再由，再由M向左經(jīng)最左端向左經(jīng)最左端A點(diǎn)返回點(diǎn)返回M歷時歷時0.1 s.根據(jù)以上分析，質(zhì)點(diǎn)振動周期共存在兩種可能根據(jù)以上分析，質(zhì)點(diǎn)振動周期共存在兩種可能

5、性性如圖乙所示，可以看出如圖乙所示，可以看出OMA歷時歷時0.18 s，根，根據(jù)簡諧運(yùn)動的對稱性，可得到據(jù)簡諧運(yùn)動的對稱性，可得到T140.18 s0.72 s另一種可能如圖丙所示，由另一種可能如圖丙所示，由OAM歷歷時時t10.13 s，由，由MA歷時歷時t20.05 s設(shè)設(shè)MO歷時歷時t，則，則4(tt2)t12t2t.解得解得t0.01 s，則，則T24(tt2)0.24 s.所以周期的可能值為所以周期的可能值為0.72 s和和0.24 s.【答案【答案】0.72 s0.24 s簡諧運(yùn)動圖像的應(yīng)用簡諧運(yùn)動圖像的應(yīng)用3、從、從xt圖象可以獲取的信息：圖象可以獲取的信息：可求可求、f、x（任

6、意時刻）（任意時刻）如圖如圖：x/cmt/s5-50.20.50判斷判斷x、a、v的方向的方向如圖：如圖：0.2s和和0.35s時刻時刻x、a、v的變化規(guī)律的變化規(guī)律 如圖：如圖：0.35s時刻時刻OAA正方向正方向 一個質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下一個質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下述說法正確的是述說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)振動頻率為質(zhì)點(diǎn)振動頻率為4 HzB在在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20 cmC在在5 s末，速度為零，加速度最大，回復(fù)力的末，速度為零，加速度最大，回復(fù)力的功率為零功率為零D在在t0 s到到t1 s內(nèi)，加速度與速度反向，回內(nèi)，加速度與速度反向，回復(fù)力做負(fù)功

7、復(fù)力做負(fù)功在在5 s末，質(zhì)點(diǎn)位移最大為末，質(zhì)點(diǎn)位移最大為2 cm，此時回復(fù)力最，此時回復(fù)力最大，所以加速度最大，但速度為零，由大，所以加速度最大，但速度為零，由PFv可可知回復(fù)力的功率也為零，故選項(xiàng)知回復(fù)力的功率也為零，故選項(xiàng)C是正確的在是正確的在0 s到到1 s時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向正向最大位移時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向正向最大位移處移動，所以速度與加速度反向，回復(fù)力做負(fù)功，處移動，所以速度與加速度反向，回復(fù)力做負(fù)功，故本題的正確答案為故本題的正確答案為B、C、D.【答案【答案】BCD問問1：實(shí)際單擺在何種情況下可近似看成理想單擺實(shí)際單擺在何種情況下可近似看成理想單擺?問問3： 單擺振動的回

8、復(fù)力來源是什么單擺振動的回復(fù)力來源是什么? OAAPG FG2G11、回復(fù)力是不是、回復(fù)力是不是 F 和和 G 的合力？的合力？小結(jié)：小結(jié)：單擺在運(yùn)動過程中，既有單擺在運(yùn)動過程中，既有回回復(fù)力復(fù)力也有也有向心力向心力，既有，既有指向平衡位指向平衡位置的加速度置的加速度也有也有向心加速度向心加速度。 2、F和重力的分力和重力的分力 G2 是否相等？是否相等？三、單三、單 擺擺kxmgGFlxsin回問問2：單擺振動可以看成簡諧運(yùn)動的條件？單擺振動可以看成簡諧運(yùn)動的條件？例例1：下面哪樣情況會引起單擺周期變??？：下面哪樣情況會引起單擺周期變??？ A、減小擺球的質(zhì)量、減小擺球的質(zhì)量 B、使球從離開平

9、衡位置很近的地方開始擺動、使球從離開平衡位置很近的地方開始擺動C、把單擺從赤道移至北極、把單擺從赤道移至北極D、把單擺從海平面移至高山、把單擺從海平面移至高山E、增加單擺的擺長、增加單擺的擺長問問4：單擺周期的由什么決定？單擺周期的由什么決定？gLT2C問問5：如圖為半徑為如圖為半徑為R的光滑圓弧面，當(dāng)一個半徑為的光滑圓弧面，當(dāng)一個半徑為r的小球從圓弧面最低點(diǎn)附近由靜止釋放，則它滑到的小球從圓弧面最低點(diǎn)附近由靜止釋放，則它滑到最低點(diǎn)的時間是多少？最低點(diǎn)的時間是多少？R小結(jié)：小結(jié)：“圓弧擺圓弧擺”的受力特點(diǎn)與單擺完全相同，因的受力特點(diǎn)與單擺完全相同，因此一定具有相同的規(guī)律，即此一定具有相同的規(guī)律

10、，即有相同的周期公式有相同的周期公式。grRt2推廣推廣：圖示半徑不計(jì)的小球在光滑的圓槽內(nèi)作簡諧運(yùn)：圖示半徑不計(jì)的小球在光滑的圓槽內(nèi)作簡諧運(yùn)動，為使振動周期變?yōu)樵瓉淼膭樱瑸槭拐駝又芷谧優(yōu)樵瓉淼?倍，可采用的方法倍，可采用的方法A.小球的質(zhì)量減為原來的一半小球的質(zhì)量減為原來的一半 （ ）B.振幅變?yōu)樵瓉淼恼穹優(yōu)樵瓉淼?倍倍C.圓槽半徑變?yōu)樵瓉淼膱A槽半徑變?yōu)樵瓉淼?倍倍D.將圓槽從地面移到距地面為將圓槽從地面移到距地面為1倍地球半徑的高空倍地球半徑的高空D等效擺問題等效擺問題問問6：圖示為一雙線擺，它是用兩根長度均為圖示為一雙線擺，它是用兩根長度均為L的細(xì)的細(xì)線懸掛一小球而構(gòu)成。當(dāng)小球垂直紙面做

11、簡諧運(yùn)動線懸掛一小球而構(gòu)成。當(dāng)小球垂直紙面做簡諧運(yùn)動時，其頻率為多少？時，其頻率為多少？小結(jié)：小結(jié)：等效擺長為圓心到等效擺長為圓心到球心的距離。關(guān)鍵在于確球心的距離。關(guān)鍵在于確定圓心的位置。定圓心的位置。 在圖在圖13中，三根等長的繩中，三根等長的繩L1、L2、L3共共同系住一密度均勻的小球同系住一密度均勻的小球m，球的直徑為，球的直徑為d，L2、L3與天花板的夾角與天花板的夾角30.(1)若擺球在紙面內(nèi)做小角度的左右振動，則此小若擺球在紙面內(nèi)做小角度的左右振動，則此小球的振動周期球的振動周期T是多大？是多大？(2)若擺球做垂直紙面的小角度振動，則此小球的若擺球做垂直紙面的小角度振動，則此小球

12、的振動周期振動周期T是多大？是多大？圖圖13問問7：如圖所示，一小球用長為如圖所示，一小球用長為L的細(xì)線系于跟水平的細(xì)線系于跟水平面成面成角的光滑斜面內(nèi)，當(dāng)它做小幅擺動時，其周期角的光滑斜面內(nèi)，當(dāng)它做小幅擺動時，其周期是多少？是多少？要點(diǎn)：要點(diǎn)：回復(fù)力發(fā)生變化；等效重力加速度為回復(fù)力發(fā)生變化；等效重力加速度為gsin asin2gLT 阻尼振動阻尼振動 受迫振動受迫振動 共振共振一、簡諧運(yùn)動的能量一、簡諧運(yùn)動的能量1、什么是簡諧運(yùn)動的能量？、什么是簡諧運(yùn)動的能量？3、簡諧運(yùn)動中能量，振幅有什么特點(diǎn)？、簡諧運(yùn)動中能量，振幅有什么特點(diǎn)？ 2、簡諧運(yùn)動的能量大小取決于什么？、簡諧運(yùn)動的能量大小取決于

13、什么？總機(jī)械能守恒，振幅不變，是等幅振動?？倷C(jī)械能守恒，振幅不變，是等幅振動。 4、阻尼振動：實(shí)際上任何物體做、阻尼振動：實(shí)際上任何物體做自由振動自由振動時，時，物體的能量都要減小，振幅不斷變小，稱為阻物體的能量都要減小，振幅不斷變小，稱為阻尼振動。尼振動。 振動系統(tǒng)的總機(jī)械能振動系統(tǒng)的總機(jī)械能振幅振幅A5、阻尼振動：、阻尼振動： 振幅逐漸減小的振動振幅逐漸減小的振動二、受迫振動二、受迫振動1、物體在周期性外、物體在周期性外力的作用下的振動力的作用下的振動稱為受迫振動稱為受迫振動2、受迫振動頻率由什么決定？、受迫振動頻率由什么決定？受迫振動頻率由驅(qū)動力的頻率決受迫振動頻率由驅(qū)動力的頻率決定，與固有頻率（周期）無關(guān)。定，與固有頻率（周期）無關(guān)。例例. . 判斷下列說法中正確的是判斷下列說法中正確的是 A A阻尼振動一定是減幅振動阻尼振動一定是減幅振動B B物體作阻尼振動時，物體的能量逐漸減小物體作阻尼振動時，物體的能量逐漸減小C C受迫振動穩(wěn)定時的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物受迫振動穩(wěn)定