高中物理機械振動例題(已修改)
2025-08-17 18:18 本頁面
【正文】 選校網(wǎng) 專業(yè)大全 歷年分數(shù)線 上萬張大學圖片 大學視頻 院校庫機械振動二. 重點、難點解析（一）機械振動物體（質點）在某一中心位置兩側所做的往復運動就叫做機械振動，物體能夠圍繞著平衡位置做往復運動，必然受到使它能夠回到平衡位置的力即回復力?；貜土κ且孕Ч牧?，它可以是一個力或一個力的分力，也可以是幾個力的合力。產(chǎn)生振動的必要條件是：a、物體離開平衡位置后要受到回復力作用。b、阻力足夠小。 （二）簡諧振動1. 定義：物體在跟位移成正比，并且總是指向平衡位置的回復力作用下的振動叫簡諧振動。簡諧振動是最簡單，最基本的振動。研究簡諧振動物體的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）為原點的坐標系，把物體的位移定義為物體偏離開坐標原點的位移。因此簡諧振動也可說是物體在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回復力作用下的振動，即 F=－ kx，其中 “－”號表示力方向跟位移方向相反。2. 簡諧振動的條件：物體必須受到大小跟離開平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回復力作用。3. 簡諧振動是一種機械運動，有關機械運動的概念和規(guī)律都適用，簡諧振動的特點在于它是一種周期性運動，它的位移、回復力、速度、加速度以及動能和勢能（重力勢能和彈性勢能）都隨時間做周期性變化。 （三）描述振動的物理量，簡諧振動是一種周期性運動，描述系統(tǒng)的整體的振動情況常引入下面幾個物理量。1. 振幅：振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，常用字母“A”表示，它是標量，為正值，振幅是表示振動強弱的物理量，振幅的大小表示了振動系統(tǒng)總機械能的大小，簡諧振動在振動過程中，動能和勢能相互轉化而總機械能守恒。2. 周期和頻率，周期是振子完成一次全振動的時間，頻率是一秒鐘內振子完成全振動的次數(shù)。振動的周期 T 跟頻率 f 之間是倒數(shù)關系，即 T=1/f。振動的周期和頻率都是描述振動快慢的物理量，簡諧振動的周期和頻率是由振動物體本身性質決定的，與振幅無關，所以又叫固有周期和固有頻率。 （四）單擺：擺角小于 5176。的單擺是典型的簡諧振動。細線的一端固定在懸點，另一端拴一個小球，忽略線的伸縮和質量，球的直徑遠小于懸線長度的裝置叫單擺。單擺做簡諧振動的條件是：最大擺角小于 5176。，單擺的回復力 F 是重力在圓弧切線方向的分力。單擺的周期公式是 T=。由公式可知單擺做簡諧振動的固有周期與振幅，擺球質量無關，只與 L 和 g 有關，其中 L 是擺長，是懸點到擺球球心的距離。g 是單擺所在處的重力加速度，在有加速度的系統(tǒng)中（如懸掛在升降機中的單擺）其 g 應為等效加速度。 （五）振動圖象。簡諧振動的圖象是振子振動的位移隨時間變化的函數(shù)圖象。所建坐標系中橫軸表示時間，縱軸表示位移。圖象是正弦或余弦函數(shù)圖象，它直觀地反映出簡諧振動的位移隨時間作周期性變化的規(guī)律。要把質點的振動過程和振動圖象聯(lián)系起來，從圖象可以得到振子在不同時刻或不同位置時位移、速度、加速度，回復力等的變化情況。 （六）阻尼振動、受迫振動、共振。簡諧振動是一種理想化的振動，當外界給系統(tǒng)一定能量以后，如將振子拉離開平衡位置，放開后，振子將一直振動下去，振子在做簡諧振動的圖象中，振幅是恒定的，表明系統(tǒng)機械能不變，實際的振動總是存在著阻力，振動能量總要有所耗散，因此振動系統(tǒng)的機械能總要減小，其振幅也要逐漸減小，直到停下來。振幅逐漸減小的振動叫阻尼振動，阻尼振動雖然振幅越來越小，但振動周期不變，振幅保持不變的振動叫無阻尼振動。選校網(wǎng) 專業(yè)大全 歷年分數(shù)線 上萬張大學圖片 大學視頻 院校庫振動物體如果在周期性外力──策動力作用下振動，那么它做受迫振動，受迫振動達到穩(wěn)定時其振動周期和頻率等于策動力的周期和頻率，而與振動物體的固有周期或頻率無關。物體做受迫振動的振幅與策動力的周期（頻率）和物體的固有周期（頻率）有關，二者相差越小，物體受迫振動的振幅越大，當策動力的周期或頻率等于物體固有周期或頻率時，受迫振動的振幅最大，叫共振。 【典型例題】[例 1] 一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經(jīng)過 M、N 兩點時速度 v（v≠0）相同，那么，下列說法正確的是（ ）A. 振子在 M、N 兩點受回復力相同B. 振子在 M、 N 兩點對平衡位置的位移相同C. 振子在 M、 N 兩點加速度大小相等D. 從 M 點到 N 點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動解析：建立彈簧振子模型如圖所示，由題意知，振子第一次先后經(jīng)過 M、N 兩點時速度 v 相同，那么，可以在振子運動路徑上確定 M、N 兩點， M、N 兩點應關于平衡位置 O 對稱，且由 M 運動到 N，振子是從左側釋放開始運動的（若 M 點定在 O 點右側，則振子是從右側釋放的）。建立起這樣的物理模型，這時問題就明朗化了。因位移、速度、
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